淺析高電壓與絕緣技術(shù)的新發(fā)展

王鑫

摘 要：在電氣設(shè)備中，其絕大多數(shù)都直接暴露在空氣中作業(yè)，這就對(duì)絕緣技術(shù)提出了更高的要求。而如何運(yùn)用高電壓絕緣技術(shù)并尋求全新的突破則成為電力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。該文筆者結(jié)合個(gè)人所學(xué)與相關(guān)文獻(xiàn)，從現(xiàn)今高電壓絕緣所面臨的問題及主要材料入手，希望通過對(duì)有機(jī)外絕緣技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)的探討，為高電壓絕緣技術(shù)的發(fā)展提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：高電壓 絕緣技術(shù) 有機(jī)絕緣材料

中圖分類號(hào)：TM85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）07（b）-0064-01

高電壓作為一個(gè)相對(duì)概念，本身并沒有一個(gè)確定的劃分界限，其存在完全依賴于電介質(zhì)及其系統(tǒng)。因此，高電壓與絕緣是一個(gè)不可分割的整體，始終備受人們的關(guān)注。以下筆者結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)與個(gè)人所學(xué)，對(duì)高電壓絕緣技術(shù)的基本情況進(jìn)行敘述，并著重對(duì)有機(jī)外絕緣的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析。

1 高電壓設(shè)備外絕緣的范圍

絕大多數(shù)電氣設(shè)備都直接暴露在空氣中作業(yè)，而這部分就屬于外絕緣的范圍。目前我們普遍將高電壓設(shè)備的外絕緣分為兩個(gè)方面：第一，室內(nèi)設(shè)備的外絕緣；第二，戶外設(shè)備的外絕緣。

2 高電壓設(shè)備外絕緣的主要材料

通過分析我們可以看到，電工陶瓷作為高電壓設(shè)備的外絕緣材料存在與使用已久，可以說其本身電氣性能是非常好的，而且還具有很好的環(huán)境穩(wěn)定性。但因其受其材質(zhì)的影響，可拉伸性能差，抗沖擊能力則更差，且表面還具有親水特性，所以在實(shí)際使用中難以抵抗雨閃電壓低、污閃電壓低的問題。因此，近些年來我國(guó)始終不懈地對(duì)絕緣材料進(jìn)行研究和開發(fā)，并從國(guó)外引入了先進(jìn)的絕緣技術(shù)，以此應(yīng)用到高電壓絕緣領(lǐng)域。目前高電壓外絕緣采用復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)材料，如：脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯、乙丙橡膠、硅橡膠等，這些復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)材料在電氣性能上各有優(yōu)缺點(diǎn)，缺乏一種滿足高電壓設(shè)備要求的有機(jī)外絕緣材料，仍需要不斷地研究與改進(jìn)。

3 高電壓設(shè)備外絕緣面臨的主要問題

戶外設(shè)備的外絕緣相較于室內(nèi)設(shè)備的外絕緣而言，其運(yùn)行條件上要更加得復(fù)雜、多樣，其面臨的問題也更多。因此，在絕緣技術(shù)的研究上，對(duì)戶外設(shè)備的外絕緣研究始終是高電壓外絕緣技術(shù)的研究主體。

對(duì)戶外絕緣所面臨的問題進(jìn)行詳細(xì)地分析，有如下幾點(diǎn)：第一，在雷雨天氣下，由于雷擊所造成的雷電過電壓?jiǎn)栴}；第二，因電力系統(tǒng)故障操作，而引發(fā)的操作過電壓?jiǎn)栴}；第三，在下雨天氣下，高電壓設(shè)備在工作電壓下的雨閃問題；第四，因清晨露水凝于電氣設(shè)備表面，而造成電氣設(shè)備在工作電壓下的露閃問題；第五，因電氣設(shè)備長(zhǎng)期處于戶外作業(yè)下，其表面存在著大量的污垢，而一旦遇到潮濕氣象在工作電壓下勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)污閃問題；第六，電氣設(shè)備的本身結(jié)構(gòu)力在大風(fēng)、覆冰、地震的拉、壓、彎、扭下出現(xiàn)的機(jī)械負(fù)荷問題；第七，高電壓絕緣材料在長(zhǎng)期運(yùn)行下，其逐漸變得老化、劣化。

而室內(nèi)設(shè)備的外絕緣因受到房屋的保護(hù)，工作環(huán)境沒有那么復(fù)雜，不會(huì)出現(xiàn)雷擊、雨閃等問題。所以，室內(nèi)設(shè)備的外絕緣問題也相對(duì)較少，常見的問題也就是露閃問題、污閃問題、操作過電壓?jiǎn)栴}、設(shè)備本身結(jié)構(gòu)力問題。

4 高電壓設(shè)備有機(jī)外絕緣的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

4.1 有機(jī)絕緣產(chǎn)品在高電壓設(shè)備上的優(yōu)勢(shì)

從第一代棒形懸式合成絕緣子開始，其就因重量輕、體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛使用。尤其是近年來，隨著有機(jī)外絕緣產(chǎn)品的不斷發(fā)展與廣泛應(yīng)用，其性能更是在使用中不斷優(yōu)化。其中重量輕這一優(yōu)點(diǎn)，恰恰在高電壓設(shè)備生產(chǎn)安裝中具有十分重要的意義。尤其是對(duì)野外輸電線路工程而言，其作用更為明顯，優(yōu)勢(shì)也更大。

4.2 在高電壓設(shè)備外絕緣中有機(jī)外絕緣材料的應(yīng)用

有機(jī)外絕緣材料在絕緣領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)絕緣技術(shù)走向了一個(gè)新的階段，也體現(xiàn)了我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展。目前，在電力工程中，絕緣領(lǐng)域中所應(yīng)用的陶瓷產(chǎn)品中就含有有機(jī)材料。而在棒形懸式合成絕緣子中有機(jī)材料的成功運(yùn)用與推廣，更是有機(jī)外絕緣材料成功應(yīng)用的一個(gè)重要標(biāo)志。

直至20世紀(jì)90年代，經(jīng)過相關(guān)電力科研人員的不斷努力探索與分析研究，其他絕緣產(chǎn)品也被不斷地生產(chǎn)出來，與此同時(shí)合成絕緣子技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并得到了飛速地發(fā)展與廣泛地應(yīng)用。據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前的輸電線路中合成絕緣子擁有舉足輕重的地位，在整個(gè)絕緣子市場(chǎng)份額中也占據(jù)了將近10%的比例。可以說現(xiàn)階段我國(guó)的合成絕緣子已經(jīng)成為有機(jī)外絕緣的重要組成部分。也正因如此，近些年來我國(guó)已經(jīng)將加強(qiáng)對(duì)合成絕緣子技術(shù)的研究放在了絕緣子研究的主體地位，給予了高度重視與充足的人力、物力支持。目前我國(guó)的合成絕緣子技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際化領(lǐng)先水平，而其在促進(jìn)電力工程進(jìn)一步發(fā)展的同時(shí)，也使人們對(duì)高電壓絕緣技術(shù)有了一個(gè)更加深層次的認(rèn)識(shí)。

4.3 有機(jī)外絕緣產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)

我們可以看到，有機(jī)外絕緣技術(shù)的不斷發(fā)展與廣泛應(yīng)用，不僅打破了傳統(tǒng)電工陶瓷在絕緣行業(yè)中的壟斷地位，更為絕緣技術(shù)建立了一個(gè)更為科學(xué)的研究與應(yīng)用體系，有機(jī)絕緣技術(shù)也受到了越來越多人們的關(guān)注。而現(xiàn)今電力工程中有機(jī)絕緣產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，更是充分地向我們展示出了有機(jī)絕緣技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)必是不可限量的。因此，我國(guó)更應(yīng)該不斷加大對(duì)有機(jī)絕緣技術(shù)研究的投入，進(jìn)而為創(chuàng)新絕緣技術(shù)，尋求更大的技術(shù)突破做鋪墊。

5 結(jié)語

綜上所述，希望通過該文筆者的闡述，能夠讓更多的人認(rèn)識(shí)到絕緣技術(shù)的發(fā)展直接關(guān)系到我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展。而有機(jī)絕緣技術(shù)的發(fā)展，更是為我國(guó)電力工程事業(yè)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，為高電壓設(shè)備的絕緣問題奠定了全新的解決方向。因此，不斷地開拓創(chuàng)新絕緣技術(shù)，尋求技術(shù)上的突破點(diǎn)非常重要，值得廣大電力工作者繼續(xù)深入研究。

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