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摘要:高电压与绝缘技术是随着高电压远距离输电而发展起来的一门电力科学技术,它是一门新的学科,它是随着电力系统输电电压的提高和近代物理的进展而得到发展的。高电压与绝缘技术的基本任务是研究高电压的获得和高电压下电介质及其电力系统的行为和特点变压器绝缘材料。
关键词:高电压;绝缘技术;新发展
一、绝缘技术基本定义
绝缘技术基本定义通过建立可靠合理的绝缘系统实现电气、电力系统的绝缘功能。在绝缘技术形成的初期阶段,由于绝缘技术只能对相关的电气、电力系统起到“静止和消极”等作用,故未被人们广泛重视。但随着19世纪中期高电压、大容量的电力系统的不断发展,以及全球对于高温、高频、激光、航天等技术领域的不断拓展,电气产品也面临着新的挑战。在这样的背景下,绝缘技术的重要性得意彰显。宏观上而言,绝缘技术所涉及到的技术面是及其广泛的,如图1所示,绝缘技术可划分为绝缘系统设计、绝缘材料的选择与改进、绝缘测试技术三大模块,每一模块又可进一步划分,如绝缘测试技术囊括常规性能测试、环境影响测试、试验方法研究等等。而只要是电气设备上所有暴露在大气中需要绝缘的部分,都可归属于外绝缘技术的范畴、包括室内设备的户内外绝缘、户外设备的户外绝缘等等。
二、高压电气设备出现的问题
气的特点是很大一部分都会暴露在空气中,这部分被人们称之为外绝缘,由室内设备的外绝缘和户外设备的户外绝缘两部分构成。相对于室内设备而言,户外设备的外绝缘从材料到运行条件上都复杂很多,室内外绝缘由于会受到房屋的保护因而不会存在雷击、雨闪等问题,主要问题表现在露闪、污闪、操作不当及设备自身动力不足等方面。而户外绝缘所面临的问题多而复杂,主要包括以下几个方面:
雷电隐患。夏天遇到雷阵雨天气,雷击所造成的雷电过电压情况是高压电户外绝缘的最常见问题。操作不当。由于电力系统的故障操作而引起的过电压问题。雨闪。下雨天气下,高电压设备在正常工作电压下所遇到的雨闪问题,往往容易给高压电设备造成意外损伤。露闪。露闪和雨闪类似,是由于清晨露水凝于高压电设备的表面而造成的电气设备无法正常工作的现象。污闪。由于高压电电气设备长期在户外作业而产生的污垢累积现象,一旦遇到潮湿天气就会影响高压电设备的正常运行。
三、高压电气设备绝缘材料
高压电气设备的调查研究,发现电工陶瓷是使用时间较早且迄今为止仍在使用的绝缘材料,总体而言电工陶瓷本身的电气性能和良好的环境稳定性是做绝缘材料的首选,但是其可拉伸性能和抗冲击能力的不足也无法满足当前社会对于电气设备的要求,最为糟糕的一点是电工陶瓷的亲水性容易使得电气设备受到雨闪、污闪等常见问题。近几年我国电气行业一直致力于研究出性能良好的绝缘材料,通过对国内绝缘技术的反复探讨和对国外绝缘技术的经验借鉴,研究出性能最为良好的绝缘材料。当前高压电设备主要采用复合绝缘机构的材料,如硅橡胶、乙丙橡胶、聚四氟乙烯等材料,这些材料虽然是从众多复合结构中挑选而出但是也无法满足所有的设备,如聚四氟乙烯有着较强的环境稳定性,然而其运用性能却无法与设备完美配合,而且耐老化性能也较弱,各自有较强的优势也有很多不可避免的不足,因而我国在绝缘材料这一领域仍然有着很大的发展和研究空间。
四、高电压绝缘技术的应用与展望
4.1高电压绝缘技术的应用
高电压绝缘技术在多个领域均有较为广泛的应用和发展前景,例如电力系统及电压的防护、电磁暂态仿真技术、脉冲功率技术、电力设备在线检测技术、高压绝缘结构及其优化、气体放电与气体绝缘技术、电介质材料破坏机理及性能提高等多个方面。电力系统任何一种技术手段都是一把双刃剑,既有缺点又有优点,例如高电压绝缘技术就存在绝缘性好、导热性好、保护作用强等优点,也存在材料亲水性高、损耗大、屈服值低等多项缺点。其应用必须充分发挥其优点,避免或改善其缺陷,才能更好地投入电力系统的工作中。高电压绝缘技术中包含多个工作流程与工作步骤,绝缘材料也包含气体、液体及固体三种类型,每一种类型对应在电力系统工作中的适用对象与工作情况都存在差别,需要确切了解并掌握其工作原理与工作方法,才能充分体现其工作特征,以其独特性占据相关领域的有利位置。绝缘材料在放置方法、结构性能等方面在绝缘技术领域有了一定程度的改善,能够使用配套设备使绝缘产品的增水性得到提升,提高理化性能,在防潮的同时解决设备在工作室吸入水汽的弊端;还能够提升拉伸强度,改善机械性能,从而改善工作电压下设备闪络的露闪问题,提升企业内部工作的安全性,防止设备损害,切实改善高电压绝缘技术的合理利用。
4.2高电压绝缘技术的展望
电已经成为目前社会存在的重要发展趋势,电力系统中绝缘技术的发展水平必须不断提升,才能对绝缘设备可能发生的问题进行有效的预防与整改。绝缘材料的研究与绝缘技术的革新导致我国电力企业大型重量级交流电机向小型轻便级交流电机转变,同时当前社会人们快节奏的工作对电力企业供电效果的要求也越来越高,这些发展形势都促使电力企业必须不断提升绝缘技术等相关技术。笔者认为除了技术的不断提升学习,相关企业还应在电力系统发展的相关理念方面进行严格要求与提升,未来很长的一段时间内绝缘技术仍将处于较为重要的战略位置,企业应从理论与实践两方面入手,根本上提高高电压绝缘技术的发展。
结语
就对我国经济发展的贡献而言,电力事业的发展绝对不容小嘘,电力与人们的生活息息相关,人们的衣食住行离不开电力设备的供应。本文主要简单论述了绝缘技术的现状和未来发展趋势,一方面让人们明确了绝缘技术的发展对我国电力事业的重要性,另一方面也让有关学者认识到了绝缘技术在我国发展的前景之大,督促有关研究人员对绝缘技术进行更加深入的挖掘和创新,为我国当前高压电设备所面临的诸多问题提出较为良好的解决措施,不断创新当前的绝缘技术提高我国合成绝缘子的技术含量,真正推动我国电力事业的更好发展。希望本文能够给广大的电力研究者提供帮助。
参考文献
[1]盛道伟,朱长青.对高电压绝缘技术的认识及研究[J].低碳世界,2014.
[2]王静,周金.浅析高电压与绝缘技术的新发展[J].科技资讯,2014.
[3]解统彪.高电压外绝缘技术发展趋势[J].通讯世界,2015.
作者简介
第一作者;郁龙(1988.9-),男,甘肃嘉峪关人,华北电力大学,电力工程师,单位:国网甘肃省电力公司检修公司,研究方向:高电压与绝缘技术
第二作者;焦晓晨(1989.2-),男,甘肃兰州人,华北电力大学学士,单位:国网甘肃省电力公司检修公司,研究方向:电气工程及其自动化
论文作者:郁龙,焦晓晨
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/2
标签:技术论文; 电压论文; 设备论文; 绝缘材料论文; 电力系统论文; 高压电论文; 电气设备论文; 《电力设备》2017年第9期论文;