淺析高電壓與絕緣技術的新發展

王靜++周金

摘 要：我國經濟的發展帶動了電力企業的發展，隨著電力企業不斷的發展壯大，高電壓的有機外絕緣技術逐漸的成為人們關注的焦點。在電氣設備中，有大部分需要直接裸露在空氣中作業，這對其絕緣技術的要求就變得更高。為了促進電力事業更加快速的發展，要對高電壓的有機外絕緣技術不斷地進行創新，尋求技術上的突破。在該文中，介紹了高電壓外絕緣所包括的范圍以及當前高電壓外絕緣所存在的問題，分析了目前我國高電壓外絕緣所采用的主要材料，通過對有機外絕緣技術的應用及發展趨勢的闡述，為高電壓有機絕緣技術的發展奠定了基礎。

關鍵詞：高電壓 電力 絕緣技術 新發展

中圖分類號：TM85 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（c）-0004-01

高電壓是一個相對的概念，并沒有一個確定的劃分界限，它的存在完全依賴于電介質及其系統，因此，高電壓和絕緣組成了一個不可分割的整體。人們對高電壓的關注已經有了許多年的歷史，隨著電力系統輸送容量的擴大，高電壓和絕緣技術得到了快速的發展。目前，高壓外絕緣技術成為了人們關注的重點。

1 高電壓外絕緣的范圍與主要問題

在所有的電氣設備中，有很大一部分是需要裸露在空氣中的，這部分就屬于外絕緣的范圍，高電壓設備的外絕緣包括兩個方面：室內設備的外絕緣、戶外設備的戶外絕緣。

相比于室內設備的外絕緣，戶外設備的戶外絕緣在運行條件上要復雜許多，因此戶外絕緣所面臨的問題要比室內設備的外絕緣問題多得多，所以戶外絕緣是高電壓外絕緣技術研究的主體部分。

戶外絕緣所面臨的主要問題主要有7個方面：（1）在雷雨天氣中，雷擊造成的雷電過電壓問題；（2）電力系統正常或故障操作引起的操作過電壓問題；（3）下雨時，高電壓設備在工作電壓下閃絡的雨閃問題；（4）每天早上都有露水，當露水凝結于設備表面，設備在工作電壓下閃絡的露閃問題；（5）長期在戶外工作，設備表面會產生大量的污垢，在潮濕的氣象條件下在工作電壓下閃絡的污閃問題；（6）在設備本身結構力，在大風、覆冰、地震下的拉、壓、彎、扭，以及系統產生故障時，設備在瞬間電動力下的機械負荷問題；（7）在長期的運行下，絕緣材料的性能逐漸的變得劣化和老化問題。電站設備的外絕緣問題要比輸電線路的外絕緣問題簡單的多，因為電站設備集中，比較容易檢測，出現問題時工作人員很容易就能到達，而處于野外的輸電線路外絕緣問題則要復雜很多。一般來說，超高壓電力系統設備的外絕緣水平取決于其污穢外絕緣水平。

戶內外絕緣不會面臨戶外絕緣那么復雜的工作環境，而且還受到房屋的保護，不會出雷擊、雨閃等問題，所以戶內外絕緣主要面臨的問題相對也少，主要包括露閃問題、污閃問題、操作過電壓問題以及設備本身結構力和電動力的問題。

2 高電壓設備外絕緣的主要材料

在以前，高電壓設備的外絕緣材料幾乎全部是電工陶瓷，電工陶瓷本身的電氣性能非常好，而且具有很好的環境穩定性，然而陶瓷是一種脆性材料，雖然具有很強的壓縮度，但是可拉伸性能差，抗沖擊能力更是差。另外，陶瓷的表面具有親水的特性，難以克服雨閃電壓低和污閃電壓低的問題。隨著工業技術不斷地發展，各種絕緣材料被生產出來，并且從國外引進了先進的絕緣技術，應用到了高電壓絕緣領域，然而由于不能找到一種滿足高電壓設備的有機外絕緣材料，所以大量的采用了復合絕緣結構。

主要的復合絕緣結構材料主要有脂環族環氧樹脂、聚四氟乙烯、乙丙橡膠、硅橡膠等，這些復合絕緣結構材料在電氣性能上都是各有各的優點，但同時也有需要改進的地方，比如聚四氟乙烯具有較強的環境穩定性，但是其運用性能并不理想；乙丙橡膠耐老化性能要遠遠地優于聚四氟乙烯。

3 有機外絕緣的應用及發展趨勢

3.1 機外絕緣材料在高電壓設備外絕緣中的應用

隨著科學技術飛速的發展，在絕緣領域中越來越廣泛的應用有機外絕緣材料。在電力工程中，所應用的陶瓷產品中就含有有機材料，甚至為了更好地應用還創造出了陶瓷產品中所沒有包含的產品。目前，在絕緣技術中，有機材料的成功應用就是制造出了棒形懸式合成絕緣子，而且在電力工程中已經有了數百萬條的應用，取得了非常好的效果。20世紀80年代，相關人士在積累一定經驗的基礎上，促進了我國合成絕緣子技術的飛速發展，基本已經達到了國際上的領先水平。合成絕緣子在電力工程中的廣泛應用促進了電力工程的發展，也讓人們對高電壓外絕緣技術有了更深一層的認識。到了20世紀90年代，雖然其他的絕緣產品也逐漸的被生產出來，但是合成絕緣子技術仍然還是占據著主體地位。

3.2 有機絕緣產品的優點

從第一代棒形懸式合成絕緣子開始，就具有重量輕、體積小的優點，隨著有機外絕緣產品更為廣泛的應用，其性能也在不斷地優化中。重量輕這一優點對于生產安裝來說具有十分重要的意義，尤其對野外輸電線路工程的作用更為明顯。

3.3 有機外絕緣產品的發展趨勢

隨著有機外絕緣技術的發展，打破了電工陶瓷的絕緣壟斷地位，形成了一條新的由有機外絕緣技術建立的學科分支，而且隨著發展步伐的加快，在世界范圍內受到了廣泛的關注。從有機外絕緣產品在電力工程中的廣泛應用可以看出，未來有機外絕緣技術的發展將是不可限量的，其在電力工程中的作用也會越來越明顯。

3.4 我國合成絕緣子的發展

從20世紀90年代開始，我國合成絕緣子技術開始逐漸的興起和發展，并被廣泛的應用到了輸電線路上。根據統計調查顯示，合成絕緣子在當前的輸電線路中已經占據了一部分的地位，在全國的絕緣子市場份額中所占的比重也達到了10%。現階段，我國合成絕緣子技術得到了迅速的發展，已經成為了有機外絕緣重要的組成部分，因此，我國應給予合成絕緣子技術以高度的重視，從而促使我國合成絕緣子快速的發展。

4 結論

通過對絕緣技術的分析可以得知，絕緣技術對我國電力事業的發展起著至關重要的作用，我們可以肯定，在未來的發展趨勢中，絕緣技術將會有一個非常良好的發展前景。隨著有機絕緣技術的發展，我國的電力工程將會得到良好的發展，對于解決高電壓設備面臨的主要問題有非常重要的作用，高電壓有機外絕緣技術的發展和應用將會推動我國電力事業繁榮的發展。

參考文獻

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