高电压绝缘相关技术分析及应用

王瑞梅 刘子睿 梁德季

摘   要：电力能源一直是社会发展和国家建设的重要基础能源之一。随着科学技术水平的提升和经济的增长，我国电力市场的需求也在不断增大，对供电质量的要求不断提高，使得电气施工的难度不断升高。高电压绝缘技术的发展关系着电力系统中电能的输送容量，也影响着电力传输系统的传输质量，因此，必须要重视对高电压绝缘技术的研究与开发。文章先对高电压绝缘相关技术的内容进行阐述，再对其绝缘判断问题进行分析，对其实验进行研究和论述，进而对高电压绝缘技术的应用进行探讨。

关键词：高电压;绝缘技术;技术研究

1    高电压绝缘技术的内容概述

1.1  高电压绝缘技术概念

从学科性角度来说，高电压绝缘技术是属于物理学电气工程专业领域的技术层面。按照结构主要分为高电压与绝缘体，技术概念上可以解释为高电压与绝缘体结构、防护、过电压高压绝缘结构和优化、气体放电与气体绝缘技术、电介质材料破坏机理以及性能提高等多个领域与技术的总称[1]。事实上，对于高电压绝缘技术进行研究、开发以及应用，能够为电气工程专业的研究与技术发展提供充足、成熟的实验数据信息，从这一角度来讲，高电压绝缘技术推动了电气工程专业学科的进步和该领域的发展。

1.2  高电压绝缘设备的材质

传统意义上，高电压绝缘设备所使用的外部绝缘材质通常是电工陶瓷，其主要原因在于电工陶瓷具备较好的绝缘性，不会造成电能传输中的漏电或摩擦损坏，同时也具有很高的硬度和耐腐蚀性，能够适应多种电力生产和传输的环境，提供较为稳定的电力传输效果。但陶瓷材质具有抗冲击能力较差、易碎的缺陷，同时也缺乏拉伸的强度，所以在实际的高电压绝缘电能传输过程中容易造成安全事故或是电力传输故障。随着现代科技的发展和新能源的开发利用，一些具有较高性能的材料投入到了电力传输的市场当中，能够实现功能与性能上的优化与提升，比如新型的复合型绝缘有机材料具有较高的绝缘和抗冲击性能，而且能够应用在各种电力传输的环境当中;再比如丙橡胶和硅橡胶、脂环族环氧树脂等材料，能够很好地满足各种环境中电力系统的要求，同时具有很高的稳定性。

1.3  高电压绝缘技术中高电压测量设备概述

要想实现对高电压绝缘技术的承载，就需要对高电压进行准确的测量。目前我国所使用的高电压测量仪器与设备应逐渐实现了信息化、数字化、智能化，对于高电压的测量工作而言是一种极大的改变和进步。高电压测量仪器设备中对电压读数能够通过微机和数字化显示一起进行波形的实现，并能够实现电压测量结果的准确输出。此外，数字存储电力示波器的应用也实现了对测试结果的准确性、直观性以及精确性的提升，尤其是分析離线的测量数值能够为高电压的故障隐患排除工作提供有力的支持[1]。

2    高电压绝缘相关技术的绝缘判断因素分析

电力系统中高电压绝缘的强度是非常容易受到环境或自然因素影响的，要想提高高电压绝缘设备的性能，就需要通过科学的预防方法进行故障的监控与避免。通常，要想实现绝缘性能的提升，需要通过绝缘试验的方式来测试电气设备的性能以及排除安全隐患，以强化电气系统性能最佳数值的完善与确定[2]。高电压绝缘监测的关键点包括：（1）对电力系统中的变压器进行定期的检查与维护，尤其重点检查变压器中的溶解气体并进行色谱的对比分析，如果变压器的运行状态表现出较为明显的异常就必须进行必要的维修和更换。（2）对变压器的含糠醛量、水分含量以及值班聚合度进行必要的准确监测，如果其含量出现了异常的情况就必须要及时对变压器的绝缘体进行及时的更新替换，以保证变压器的运行质量[3]。（3）及时对固体环氧树脂绝缘的电流互感器进行准确的局部放电试验，观察其是否出现异常的放电状态，确保运行稳定。（4）采取交流工频参考电压的技术手段进行交流阻性电流的正常度测试，或是在直流电压的试验当中，如果氧化锌避雷器的状态不符合标准要求应进行多项检验，最终结果数值正常即可，如果出现异常就需要进行及时的更换。（5）高电压侧的绝缘电阻通过试验之后，如果变压器表现出较为明显的异常吸收情况，或者绝缘电阻值的对值发生升高的情况，能够在很大程度上判断变压器出现了异常情况，要进行进一步的检查和维护维修[4]。

3    高电压绝缘技术的相关实验研究

对于高电压绝缘技术试验当中的工作电压试验，就当前的技术性和技术手段而言，具有很高准确性和有效性的方式主要是破坏性、非破坏性试验等。破坏性试验主要是将高电压绝缘设备进行调整设置，使其电压超过绝缘设备所能够承载的极限电压值;再对绝缘设备进行耐压能力数值的测试，通过实验过程中绝缘设备承受最大电压值出现破坏的情况分析来进行高电压绝缘设备绝缘性能的测试与测量。非破坏方式主要是利用低电压值进行绝缘设备性能的测量试验，按照试验步骤使电压值逐步增强，并根据数据是否正常进行判断，以此来确定设备的绝缘性是否发生异常[5]。

4    高电压绝缘相关技术的应用与未来发展探讨

目前国内的高电压绝缘技术通过不断调整和科学研发已经实现了不同类型绝缘设备的应用和性能上的提升，电力系统中对高电压绝缘相关技术的应用体现在电力系统的电压防护设备、电磁暂态仿真技术、电磁脉冲功率技术、电力传输防护设备、变电站电力变电防护设备等方面，而在电介质的裁量性能方面也具有极高的绝缘性能和导热性，尤其是具有极强的保护作用，从各方面证明了现代高电压绝缘相关技术在设备上的应用具有极强的发展优势，所以在电力系统的运行当中必须要能够实现高电压绝缘技术的良好开发与实际应用，切实保障电力系统的稳定运行以及促进绝缘技术的发展[6]。

从形态上来讲，高电压绝缘技术包括气态、业态和固态3种，几乎涵盖了大部分的设备形态要求。所应用的工作流程以及运行步骤会根据运行环境和应用情况变化。因此必须要依据其基本的运行原理选择合适的应用方法，以在相关专业应用领域充分发挥其全部优势与功能[7]。此外，绝缘设备所用的材质是否具有很高的拉伸性能和机械性能也是决定高电压绝缘技术是否能够正常发挥出实际功能的因素。

高電压绝缘设备的外部绝缘体在恶劣条件下，也容易出现一些老化或被腐蚀的情况，一旦绝缘设备受到腐蚀或老化，其绝缘性能必然会受到严重的影响，进而无法实现对电力系统的保护，影响供电质量。所以对高电压绝缘设备的定期清理和性能维护是必要的工作之一，要重点观察绝缘设备表面是否出现一些异常，防止供电故障的发生[8]。

5    结语

可以看出，高电压绝缘相关技术的研究与应用在很大程度上影响着电能传输容量以及输送供电质量，从电力行业的发展来说，高电压绝缘相关技术能够为电力企业的健康、持续发展提供充足的保障和动力。电力能源是促进社会发展、经济生产技术、科学技术研究、新技术创新研发等各个方面进步的重要条件。因此，随着电力运营范围的高速扩大，高电压绝缘技术也必然会在技术层面和作用层面都得到持续的提升，以期能够推动电力行业更加稳定和快速地发展，帮助人类文明实现更高层次的进步。

[参考文献]

[1]李正之，李剑荣.高电压大容量变压器绝缘技术的应用[J].电子技术与软件工程，2017（24）：235.

[2]黄冰.高电压大容量变压器绝缘技术的应用[J].电子测试，2017（18）：81-82.

[3]马奔，赵晨如.关于高电压大容量变压器绝缘技术的应用探讨[J].电子世界，2017（10）：88.

[4]吴海东.高电压大容量变压器绝缘技术的应用研究[J].科技创新与应用，2017（9）：192.

[5]黄开相.关于高电压绝缘相关技术的探讨[J].低碳世界，2017（1）：55-56.

[6]钟亨君.高电压设备绝缘老化及状态检修技术[J].低碳世界，2016（33）：53-54.

[7]张恪，杨迎旗，张志辉.高电压绝缘技术新发展[J].科技展望，2016（10）：106.

[8]王峰，于磊.论高电压与绝缘技术的新发展[J].科技展望，2016（8）：111.

Abstract：Electric energy has always been one of the important basic energy sources for social development and national construction. With the improvement of science and technology level and the growth of economic， the demand of Chinas power market is also increasing， and the demand for power supply quality is also increasing， makes the electrical construction more and more difficult. The development of high voltage insulation technology is related to the transmission capacity of power system， and also affects the transmission quality of power transmission system. Therefore， we must pay attention to the research and development of high voltage insulation technology. In this paper， the content of high voltage insulation related technology is first described， then the insulation judgment is analyzed， and the experiment is studied and discussed， and then the application of high-voltage insulation technology is discussed.

Key words：high voltage; insulation technology; technology research