简述高电压与绝缘技术的新发展

南方电网国际有限责任公司 唐书欣

由于受到各种外在条件和内在条件的影响，电气设备长期暴露于自然环境中，若是维护不当，势必会造成电气设备故障乃至发生安全问题，可见强化绝缘技术是实现电气系统运行稳定、保障电力系统质量的关键[1]。由于电介质具备不可分离性，从而造成高电压缺少鲜明的界限划分，使得绝缘体与高电压之间形成密切的整体。若是想要确保电气设备在电力系统运行中的稳定性，势必要深入研究高电压与绝缘技术，综合考量高电压设备外绝缘技术。

1 高电压设备的外部绝缘技术范围与材料

在施工作业中，大多数电气设备都直接显露在自然环境下，这种现象将会导致电气设备长期裸露在空气中，所以这一部分被称作外绝缘范畴。根据外绝缘所处的环境，可再次将其详细划分成为户外设备外绝缘与室内设备外绝缘。使用高电压设备外绝缘材料时，由于电工陶瓷使用时间久远且受到外部环境影响较小，所以在电力企业中获得广泛青睐。此外，电气设备具有极好的电气性能，在一定温度下电工陶瓷还会表现出极好的稳定性。但是电工陶瓷受到其自身性质的影响较大，从而造成材料的抗冲击能力以及可伸性能力都相对较差，这主要是因为电工陶瓷在使用中不能够从容应对污泥以及雨水等问题。在最近这些年，电力工作者以及研究人员在开发与研究绝缘材料领域持续投入大量的物力资源和财力资源，与我国实际情况相结合，需要对绝缘材料进行改良，保证我国高电压设备在绝缘领域中获得显著成就。

通过持续性的对复合绝缘结构材料进行研发，已经逐渐成为高电压外绝缘材料研究的重要方向[2]。复合绝缘材料在电气性能领域中表现出其所具备的优点和缺点，在很大程度上为绝缘技术发展提供支持。为了切实保障复合绝缘材料在电气工程中的积极作用发挥出来，仍旧在日后的工作中强化完善与改进的力度，进而可以更好的达到高电压设备对外绝缘材料所提出的要求。

2 高电压外绝缘面临的问题

电力系统中的绝大多数设备都在空气中裸露着，相比较于室内的绝缘设备而言，户外结缘设备更是存在着很大的问题，导致在实际运行中经常性的出现故障，所以在高电压外绝缘技术研究中，户外绝缘设备研究更为重要。户外绝缘设备在使用中所面临的问题基本上可以划分为七个方面。

第一，户外绝缘设备在雷雨天气环境下运行，时常性的受到雷雨过电压影响；第二，失误操作电力系统而导致的电力系统出现过电压现象；第三，在下雨的时候，在工作电压之下的高电压设备出现雨闪现象；第四，外绝缘设备在室外，由于温度的变化而出现露水凝结，使得在正常的工作电压环境下出现露闪现象；第五，外绝缘设备长期暴露在室外环境中，其表面位置将会不断积淀灰尘，当周围的环境变得潮湿，将会造成在正常的工作电压环境下出现污闪现象。

第六，当外绝缘设备在受到地震、大风以及强降雨等恶劣地质活动以及自然环境影响的时候，其本身结构力受到破坏而发生扭结、拉伸、压塌等各种问题，从而造成设备在瞬时电动力的作用之下呈现出机械负荷问题；第七，设备处于长期运行的状态，若是维护不当设备的材料将会快速老化，此外因为长时间的使用设备本身也会出现性能劣化现象。

电站设备的外绝缘所存在的问题总体而言要比输电线路所存在的问题少很多，这主要是因为电站设备相对而言比较集中，在进行故障检测的时候也十分简单，若是出现问题，工作人员将会在最短的时间内抵达、快速处理。在大多数情况下，污秽外绝缘水平将会直接决定着超高压电力系统设备的外部绝缘水平。

户内的外绝缘设备相对于户外的外绝缘设备而言所面临的周边环境较为简单，并且还能够在使用中受到来自于房屋的保护，从而不会在运行中有雨闪、雷击问题困扰，所以户内的外绝缘设备所包含的问题主要有操作过电压问题、污闪问题、电动力问题以及设备本身存在的结构力问题[3]。

3 有机外绝缘材料的使用与发展前景

3.1 高压外绝缘中应用有机外绝缘设备

高压外绝缘范围中有机外绝缘材料有着十分广阔的应用前景，凡是与电工陶瓷相关的绝缘产品都可以使用有机材料，尤为重要的是，有机材料也可以涉及到电工陶瓷以及钢化玻璃所不能涉及的产品。在高压外绝缘范围中，最为成功的有机材料应用案例是棒性悬式以及线路支柱的合成绝缘子。截止到目前，全世界范围内的输电线路都已经不断使用合成绝缘子。在对之前的运行经验持续总结的前提之下，合成绝缘子技术在使用中具有很快的发展进程，并且创新生成了全新的合成绝缘子技术，在电力系统中获得广泛应用，也为实现使用数量的规模性增加奠定基础[4]。

通过发展高电压设备有机绝缘可以得知，有机绝缘技术的出现与应用，已经将传统的电工陶瓷在绝缘中垄断的地位打破，也为更加深入的构建完善的应用体系和研究体系奠定基础，展现出在未来的发展中有机绝缘技术的地位。此外，通过有机外绝缘设备的发展与应用，也使得人们可以更加清楚的了解绝缘技术，感知有机绝缘技术在实际应用中的重要意义。由此可见，强化有机绝缘设备在电力工程领域中的应用是十分有必要的。所以在今后的研究中，电力企业以及政府部门应该不断投入人力和财力，为创新发展绝缘技术奠定基础。

3.2 有机外绝缘发展前景分析

自从研发成功有机外绝缘产品以来，产品便持续更新与发展，有机外绝缘产品的良好性能和突出优势被全世界各个国家的电力行业所重视，并且理解与关注度越来越高。有机绝缘电子产品时代已经到来，传统的电工陶瓷时代逐渐没落，伴随着有机外绝缘产品的普及和发展，有机外绝缘的研究工作逐渐演变成为一门学科，成为学术界研究的重要课题，更是现代电力系统外绝缘设备研究的重点[5]。

在高压系统中，有机外绝缘产品的成本越来越低，传统的电磁产品在使用中所付出的价格也更加低，使得电力系统中的有机外绝缘产品具有更加宽广的范围。在未来，电力系统将会朝向高压和特高压方向发展，有机外绝缘产品具有无限的发展空间和良好的发展潜力，通过使用有机外绝缘产品，可以显著增强电力系统的运行质量，也能够提高外绝缘水平，时刻影响着电力系统的外绝缘水平。

3.3 高电压与绝缘技术需要解决的问题

外绝缘体制造材料的老化是永恒的话题，受到外部温度环境和天气环境的影响，有机外绝缘产品逐渐发生老化现象，但是老化现象远不止这些，还包含有局部电晕造成的老化问题、臭氧造成的老化问题、高场强造成的老化问题等，这些问题的出现都使得局部位置的老化问题日臻严重，甚至不断叠合，加重结缘设备的老化现象。所以在未来的发展中，要不断分析与研究外绝缘因素出现老化的原因，并且持续性的提出新技术、引进新材料，寻找可以缓解老化问题的措施。此外还需要增强判别老化程度的能力，做好相应的预防措施。