淺談高電壓與絕緣技術(shù)

1、.電子信息工程學(xué)院論文 高 電 壓 與 絕 緣 技 術(shù)院、系(站):電子信息工程學(xué)院學(xué)科專業(yè):電氣工程及其自動(dòng)化學(xué) 生:任軒學(xué) 號(hào):1304171162015/10/10.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。同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，加強(qiáng)高電壓與絕緣技術(shù)的結(jié)合，對(duì)我國高電壓工程的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。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。 本文將從以下幾個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞：高電壓，電氣設(shè)備，絕緣診斷，預(yù)防性試驗(yàn)，探討，高電壓 絕緣技術(shù)，有機(jī)絕緣材料，.Summary In electrical equi

2、pment, its most directly exposed to the air operation, it puts forward higher requirements on insulation technology. At the same time, along with the rapid development of economy, strengthening the combination of high voltage and insulation technology, high voltage engineering of our country plays a

3、n important role in the development. And how to use high voltage insulation technology and seek new breakthrough to become the key to the sustainable development of the electric power enterprise. This article will from the following several aspects to analyze it.Key Word：high voltage，electric access

4、ory，Insulation diagnosis，preventive trial，discuss，High voltage insulation technology，organic insulating material目錄1緒論51.1前言51.2主要研究方向52 預(yù)防性試驗(yàn)的分類情況62.1按照試驗(yàn)的范圍進(jìn)行分類6 2.1.1定期試驗(yàn)6 2.1.2大修試驗(yàn)6 2.1.3檢查試驗(yàn)62.2按照試驗(yàn)性質(zhì)進(jìn)行分類6 2.2.1非破壞性試驗(yàn)6 2.2.2破壞性試驗(yàn) 73 絕緣診斷74試驗(yàn)的設(shè)備和儀器85高電壓的外絕緣85.1外絕緣材料8 5.1.1電工陶瓷材料8 5.1.2有機(jī)絕緣材料85.2

5、高電壓設(shè)備外絕緣面臨的主要問題95.3 提出針對(duì)高電壓有機(jī)外絕緣的對(duì)策9 5.3.1針對(duì)高壓電有機(jī)外絕緣老化問題，提出對(duì)策9 5.3.2針對(duì)有機(jī)外絕緣產(chǎn)品需要的原料質(zhì)量，提出對(duì)策10 5.3.3針對(duì)有機(jī)外絕緣產(chǎn)品承載的相關(guān)性能，提出對(duì)策105.4高電壓設(shè)備有機(jī)外絕緣的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)10 5.4.1有機(jī)絕緣產(chǎn)品在高電壓設(shè)備上的優(yōu)勢(shì)10 5.4.2 在高電壓設(shè)備外絕緣中有機(jī)外絕緣材料的應(yīng)用10 5.4.3 有機(jī)外絕緣產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)116 高電壓技術(shù)試驗(yàn)研究探討的主要特點(diǎn)116.1實(shí)驗(yàn)性強(qiáng)116.2理論性強(qiáng)116.3 交叉性強(qiáng)117 高電壓與絕緣技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀128高電壓有機(jī)外絕緣需要研究解決的

6、主要問題139 結(jié)論14致 謝15參考文獻(xiàn)161緒論1.1前言目前由于高電壓工程的不斷壯大，高電壓工程中絕緣技術(shù)的問題得到了管理者的廣泛關(guān)注。雖然我國在技術(shù)上有所完善和進(jìn)步，但是仍存在一些問題和不足需要改進(jìn)。在建設(shè)社會(huì)主義的和諧社會(huì)的新時(shí)期，進(jìn)一步加強(qiáng)高電壓與絕緣技術(shù)結(jié)合的新發(fā)展，是高電壓工程發(fā)展的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。1.2主要研究方向高電壓與絕緣技術(shù)主要研究方向?yàn)椋弘娏ο到y(tǒng)過電壓與絕緣配合，電力系統(tǒng)接地技術(shù)，電力設(shè)備絕緣技術(shù)與絕緣材料，氣體放電理論及其應(yīng)用，電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與狀態(tài)維修，高電壓新技術(shù)、電力系統(tǒng)過電壓及其防護(hù)、電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真技術(shù)、脈沖功率技術(shù)及應(yīng)用、智能化新型電力設(shè)備、氣體放電與

7、氣體絕緣技術(shù)、電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)、故障診斷、狀態(tài)評(píng)估技術(shù)、數(shù)字測(cè)量及數(shù)字信號(hào)處理在高電壓中的應(yīng)用、高電壓測(cè)試新技術(shù)、高壓絕緣結(jié)構(gòu)及其優(yōu)化、高壓絕緣結(jié)構(gòu)及其優(yōu)化、電介質(zhì)理論及應(yīng)用、電介質(zhì)材料破壞機(jī)理及性能提高、納米電介質(zhì)結(jié)構(gòu)、性能及其應(yīng)用技術(shù) 、電氣絕緣測(cè)試技術(shù)、電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)及絕緣診斷、電力設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)絕緣診斷技術(shù)、電力設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化及測(cè)試新技術(shù)、電氣功能材料與器件及測(cè)試技術(shù)、光電介質(zhì)材料與器件、敏感材料及傳感器、鐵電材料的研究、空間環(huán)境絕緣測(cè)試及應(yīng)用技術(shù)、電磁環(huán)境生物效應(yīng)及應(yīng)用、風(fēng)力發(fā)電與高速電力機(jī)車、變頻電機(jī)絕緣技術(shù)、高電壓大電流技術(shù)及自動(dòng)化、城市能源合理優(yōu)化配置、新型燃料電池與先進(jìn)能源材料制備

8、及系統(tǒng)研究等。 在電力系統(tǒng)中，設(shè)備的絕緣強(qiáng)度無疑是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，設(shè)備的絕緣強(qiáng)度下降是由于各類因素綜合造成的，其過程是隨機(jī)的、持續(xù)性的，所以加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的預(yù)防性監(jiān)測(cè)是保證電力設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的一大重要措施。絕緣試驗(yàn)是檢測(cè)電氣設(shè)備的各項(xiàng)絕緣參數(shù)，來判斷設(shè)備是否存在缺陷，絕緣試驗(yàn)的目的是采用多種測(cè)試方法，全面的判斷設(shè)備絕緣情況，從而消除電氣設(shè)備的絕緣隱患，以根本保證電氣設(shè)備能夠正常運(yùn)行。 絕緣診斷和預(yù)防性試驗(yàn)是電力設(shè)備維護(hù)和運(yùn)行工作中一個(gè)不可或缺的工作環(huán)節(jié)，是有效保障電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的有效手段。從以往的發(fā)展來看，電力部門、大型企業(yè)、工礦企業(yè)等企業(yè)的高壓電力設(shè)備都基本是按照電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程來

9、進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，這表明了預(yù)防性試驗(yàn)?zāi)軌蚣皶r(shí)的發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備中的缺陷，以及時(shí)消除隱患保障企業(yè)的安全2 預(yù)防性試驗(yàn)的分類情況2.1按照試驗(yàn)的范圍進(jìn)行分類2.1.1定期試驗(yàn)定期試驗(yàn)是為了能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)整體電氣設(shè)備的潛在缺陷而進(jìn)行的，每隔一定的時(shí)間對(duì)整體設(shè)備進(jìn)行全面的試驗(yàn)，如介質(zhì)耗損因素、繞組直流電阻、溶解氣體的色譜分析、絕緣油試驗(yàn)、直流泄漏、交流和直流耐壓等。2.1.2大修試驗(yàn)大修試驗(yàn)是指在設(shè)備經(jīng)過了大修后做的試驗(yàn)，除了定期試驗(yàn)外，還需要對(duì)局部放電、穿心螺栓絕緣電阻、斷路器分合閘的時(shí)間和速度、油箱密封試驗(yàn)等項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)。2.1.3檢查試驗(yàn)檢查試驗(yàn)是指在定期試驗(yàn)或者大修試驗(yàn)過后，對(duì)兩者的試驗(yàn)結(jié)果存在疑問或

10、試驗(yàn)數(shù)據(jù)異常，在查明設(shè)備故障后或確定故障位置時(shí)進(jìn)一步進(jìn)行的一些試驗(yàn)，檢查試驗(yàn)又稱為診斷試驗(yàn)，具體項(xiàng)目有絕緣油含水量與油介質(zhì)、空載電流、繞組頻率響應(yīng)、壓力釋放器、短路阻抗、氧化鋅避雷器工頻操控電壓試驗(yàn)等。2.2按照試驗(yàn)性質(zhì)進(jìn)行分類2.2.1非破壞性試驗(yàn) 該試驗(yàn)方法是使用較低的試驗(yàn)電壓或者采用不會(huì)對(duì)被測(cè)試的設(shè)備的絕緣產(chǎn)生累計(jì)性損傷的方法，根據(jù)絕緣介質(zhì)中發(fā)生的各類物理過程，如吸收、電導(dǎo)、極化等，測(cè)試其絕緣的各類參數(shù)，如介質(zhì)耗損角正切、絕緣電阻和極化指數(shù)或者吸收比、泄漏電流等，以及和極化吸收過程中相關(guān)特性（主要表現(xiàn)在時(shí)間和變化規(guī)律上）與絕緣冷卻煤質(zhì)的其他系列的特性（油中水分含量、含氣體量、其他化學(xué)成分

11、等），根據(jù)以上的特性來判斷設(shè)備的絕緣性能，以便及時(shí)的發(fā)現(xiàn)設(shè)備中的缺陷，也可以通過以往試驗(yàn)累計(jì)的數(shù)據(jù)，綜合的分析設(shè)備的絕緣性能變化趨勢(shì)，從而判斷設(shè)備內(nèi)部的絕緣性能，但該方法僅供參考，結(jié)果不是直接測(cè)試出來，不能及時(shí)反映設(shè)備的內(nèi)部絕緣情況。2.2.2破壞性試驗(yàn) 破壞性試驗(yàn)顧名思義對(duì)被測(cè)試設(shè)備具有破壞性，該試驗(yàn)方法是在被測(cè)試設(shè)備上施加高于設(shè)備額定電壓的試驗(yàn)電壓，以便找出危險(xiǎn)性較大的集中性缺陷，并直接對(duì)被測(cè)試的設(shè)備的絕緣耐壓水平或者裕度進(jìn)行測(cè)試，該試驗(yàn)方法對(duì)被測(cè)試的可靠性考驗(yàn)比較嚴(yán)格，但對(duì)被測(cè)試的設(shè)備有較強(qiáng)的損傷，會(huì)直接導(dǎo)致被測(cè)試設(shè)備的絕緣性能下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)在試驗(yàn)中出現(xiàn)不可逆的擊穿現(xiàn)象。3 絕緣診斷

12、通常的基本絕緣試驗(yàn)項(xiàng)目主要包括有：絕緣電阻、介質(zhì)耗損、直接和交流耐壓、直流泄漏電流。通過絕緣性能的試驗(yàn)可以有效的判斷出測(cè)試設(shè)備的內(nèi)部絕緣性能，并能預(yù)測(cè)出設(shè)備的絕緣情況，推斷出了設(shè)備絕緣的老化情況和絕緣油的劣化情況，以便及時(shí)的發(fā)現(xiàn)隱患，制定缺陷維修計(jì)劃，保證設(shè)備安全穩(wěn)定工作。 絕緣電阻試驗(yàn)過程中，對(duì)于變壓器的吸收比試驗(yàn)還不夠全面，一些新出廠或者檢修后烘干后容量比較大的變壓器，它們的絕緣電阻普遍比較高，但它們又存在吸收比偏小的情況，這時(shí)懷疑其為不合格產(chǎn)品，如果用極化指數(shù)試驗(yàn)，就比較容易做出判斷，從介質(zhì)理論上來看，吸收比試驗(yàn)的時(shí)間短，極化過程尚處于開始階段，不能真實(shí)的反映出絕緣情況。 對(duì)電場(chǎng)干擾下的

13、設(shè)備介損測(cè)試改善的方法，如果采用電子移相抵消方法和異頻法等比較新的測(cè)試方法，在操作上更加簡便，有效的提高測(cè)試效率，但有一種電源倒向與自動(dòng)計(jì)算的方法在外界干擾較大的情況下，測(cè)試的誤差會(huì)比較大。 在進(jìn)行交流耐壓測(cè)試中，如SF-6組合電器和大型發(fā)電機(jī)等大容量的試品進(jìn)行測(cè)試時(shí)采用工頻串聯(lián)諧振的方法日益增多。 對(duì)于電力變壓器的定期試驗(yàn)中，對(duì)油中的溶解氣體進(jìn)行色譜分析作為試驗(yàn)的重點(diǎn)，從以往的經(jīng)驗(yàn)來看，大多數(shù)的電力變壓器的問題都是從色譜分析中發(fā)現(xiàn)的。 對(duì)變壓器的絕緣更換主要取決于油中的含糠醛量與絕緣紙板聚合度。 當(dāng)對(duì)氧化鋅避雷器的試驗(yàn)中出現(xiàn)交流阻性電流測(cè)試或直流電壓試驗(yàn)不過關(guān)時(shí)，應(yīng)該進(jìn)一步的進(jìn)行交流工頻參考

14、電壓試驗(yàn)。4試驗(yàn)的設(shè)備和儀器測(cè)量的儀表采用微機(jī)控制，數(shù)字化顯示，在讀數(shù)上更加準(zhǔn)備、方便，數(shù)字儲(chǔ)存的電子示波器的運(yùn)用，可以讓波形和測(cè)量值進(jìn)行離線分析，也能實(shí)現(xiàn)打印，增強(qiáng)了測(cè)試的實(shí)用性。 高壓直流電壓試驗(yàn)設(shè)備功能更加多樣和完善，目前的交流耐壓試驗(yàn)中有多種串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備，無論在電壓等級(jí)還是功率上都得到了很大的提高，也存在測(cè)量大型電力變壓器繞組直流電阻的設(shè)備，在測(cè)試中有效的解決了以前的五柱式三角繞組問題，利用微機(jī)進(jìn)行控制，穩(wěn)流的性能得到提高，測(cè)量的時(shí)間也相應(yīng)的縮短。出現(xiàn)的數(shù)字兆歐表，能夠及時(shí)的計(jì)時(shí)，還能顯示出極化值和吸收比值，并具有自動(dòng)放電的功能。借鑒以前的在線監(jiān)測(cè)儀器的優(yōu)勢(shì)再引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上

15、研發(fā)出了部分具有國際先進(jìn)水平的在線監(jiān)測(cè)儀器，如變壓器在線局部放電監(jiān)測(cè)、在線變壓器油色譜監(jiān)測(cè)、斷路器微機(jī)監(jiān)測(cè)設(shè)備、紅外接觸電阻測(cè)量儀器、氧化鋅避雷器在線監(jiān)測(cè)等。5高電壓的外絕緣5.1外絕緣材料5.1.1電工陶瓷材料以前，高電壓外絕緣的材料大多是電工陶瓷，這是因?yàn)殡姽ぬ沾删哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)：良好的環(huán)境穩(wěn)定性、良好的機(jī)械性能、良好的電氣性能、價(jià)格高低適度等。但是，它本身也有一定的缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在：具有親水性、易脆易碎、抗沖擊力差等，特別是具有親水性這一缺點(diǎn)，是目前電工陶瓷絕緣技術(shù)面對(duì)的重大難題。 5.1.2有機(jī)絕緣材料 近年來，隨著化學(xué)工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，較多的絕緣材料尤其是有機(jī)絕緣材料被生產(chǎn)出來，且以前

16、一些性能較差的有機(jī)絕緣材料得到了改進(jìn)。與此同時(shí)，一些有機(jī)絕緣材料開始被用于高電壓外絕緣領(lǐng)域。但是，目前無法找到一種材料去滿足高電壓外絕緣的機(jī)械優(yōu)良性能，在這種情況下就產(chǎn)生了復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)技術(shù)。目前，常見的復(fù)合絕緣技術(shù)有機(jī)材料主要包括：聚四氟乙烯、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、硅橡膠、乙丙橡膠等，甚至有些國家還采用了聚烯烴以及聚合物混凝土、丁基橡膠等一些材料。 聚四氟乙烯的環(huán)境穩(wěn)定性和電氣性能在所有有機(jī)材料中幾乎是最好的。硅橡膠在耐老化和電氣性能方面與聚四氟乙烯不相上下。硅橡膠在高電壓外絕緣領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的原因在于：它具有憎水性的遷移性，與其它有機(jī)絕緣材料相比，硅橡膠具有較好的的耐濕性和耐污性。乙丙橡膠因其價(jià)

17、格便宜，雖然在耐老化方面比聚四氟乙烯較差，但也得到了巨大的應(yīng)用。 5.2 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問題；第二，因電力系統(tǒng)故障操作，而引發(fā)的操作過電壓問題；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)備長期處于戶外作業(yè)下，

18、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、操作過電壓問題、設(shè)備本身結(jié)構(gòu)力問題。5.3 提出針對(duì)高電壓有機(jī)外絕緣的對(duì)策 5.3.1針對(duì)高壓電有機(jī)外絕緣老化問題，提出對(duì)策 大家都知道，把有機(jī)材料用于高電壓外絕緣，產(chǎn)生老化是不可避免的。高電壓有機(jī)外絕緣產(chǎn)生的老化，有以下幾個(gè)方

19、面的因素：例如寒暑溫差差異、經(jīng)常性的日曬雨淋、因放電產(chǎn)生的臭氧致使的老化、局部電暈導(dǎo)致的老化、長期的機(jī)械應(yīng)力產(chǎn)生的老化、局部電火花導(dǎo)致的老化等，以及上述各種老化因素不同程度疊加后產(chǎn)生更為嚴(yán)重的老化5。因此，進(jìn)行研究不同的老化因素以及各種老化因素不同程度疊加組合情況分析，旨在為取得更好的改進(jìn)材料的性能，縮短新材料試驗(yàn)的時(shí)間，更好的應(yīng)用于高電壓外絕緣，減少或縮短老化的程度與時(shí)間，這對(duì)研究老化具有重要的意義。 5.3.2針對(duì)有機(jī)外絕緣產(chǎn)品需要的原料質(zhì)量，提出對(duì)策 為解決高電壓有機(jī)外絕緣產(chǎn)生的這些問題，也是難度很大的。為此，國內(nèi)各生產(chǎn)有機(jī)外絕緣產(chǎn)品的原料廠家及原料生產(chǎn)商要保證其質(zhì)量、穩(wěn)定性等，這是關(guān)系

20、到高電壓有機(jī)外絕緣廣泛應(yīng)用是否成功的重要因素之一。 5.3.3針對(duì)有機(jī)外絕緣產(chǎn)品承載的相關(guān)性能，提出對(duì)策 針對(duì)有機(jī)外絕緣產(chǎn)品承載的相關(guān)性能問題，也要進(jìn)行更多的深入的研究。5.4高電壓設(shè)備有機(jī)外絕緣的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì) 5.4.1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。 5.4.2 在高電壓設(shè)備外絕緣中有機(jī)外絕緣材料的應(yīng)用 有

21、機(jī)外絕緣材料在絕緣領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，標(biāo)志著我國絕緣技術(shù)走向了一個(gè)新的階段，也體現(xiàn)了我國科學(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?？梢哉f現(xiàn)階段我國的合成絕緣子已經(jīng)成為有機(jī)外絕緣的重要組成部分

22、。也正因如此，近些年來我國已經(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。目前我國的合成絕緣子技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國際化領(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)。 5.4.3 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

23、國更應(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6 高電壓技術(shù)試驗(yàn)研究探討的主要特點(diǎn)6.1實(shí)驗(yàn)性強(qiáng)試驗(yàn)和分析表明，影響截至再高電壓下行為的因素甚多。因此，根據(jù)特定條件所得出的理論，通常具有較大的局限性。為了獲得具有普遍意義的結(jié)果，需要從大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中抽取反映本質(zhì)的因素。缺少這個(gè)由淺入深，由表及里的研究過程，基礎(chǔ)理論的水平難以提高。從這個(gè)意義上說，實(shí)驗(yàn)的重要性在本學(xué)科的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。6.2理論性強(qiáng)由于放電和擊穿是發(fā)生在非限定空間的一種到點(diǎn)現(xiàn)象，其內(nèi)在規(guī)律無法從路的觀點(diǎn)來描述，只能從易受各種因素影響的場(chǎng)的理論出發(fā)，由于過程復(fù)雜，只是表征其內(nèi)在規(guī)律

24、的理論基礎(chǔ)至今尚不成熟，而且?guī)щ娏Ｗ拥男袨榕c物理特性和狀態(tài)關(guān)系密切，這就更增加了理論探討的難度。所以，長期以來理論研究一直沿著宏觀、班微觀、微觀的方向逐步深化。因此不可避免的和電磁場(chǎng)理論、氣體動(dòng)力學(xué)、基礎(chǔ)熱力學(xué)、電介質(zhì)物理、等離子體物理、電堿流體力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理等具有十分密切的聯(lián)系。6.3 交叉性強(qiáng)在吸收其他新興學(xué)科的最新成就促進(jìn)自身不斷發(fā)展的同時(shí)，高電壓技術(shù)也在不斷的向其它學(xué)科滲透并成為開拓新學(xué)科技術(shù)不可或缺的理論和技術(shù)基礎(chǔ)，高功率脈沖技術(shù)的出現(xiàn)就是個(gè)突出的實(shí)例。7 高電壓與絕緣技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀 隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中涉及電氣工程尤其是高電壓與絕緣技術(shù)專業(yè)的重大工程被提上議事

25、日程。當(dāng)前，面對(duì)電力嚴(yán)重供應(yīng)不足的局面，我國正大力發(fā)張電力工業(yè)。據(jù)估計(jì)，我國的發(fā)電容量為：1980年為3006億kw/h；19951996年，年發(fā)電量躍居世界第二位，而且增長迅速，2002年我國的發(fā)電量已達(dá)16000億kw/h。按照裝機(jī)容量，1996年底我國發(fā)電設(shè)備的裝機(jī)容量已達(dá)2.3億kw，居世界第二位。2002年更是達(dá)到了3.53億kw。隨著國家電力工業(yè)的戰(zhàn)略布局，西電東送工程蓬勃展開。隨著電力需求日益增長，為解決高電壓、大容量、長距離送電和異步聯(lián)網(wǎng)等交流輸電難以實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)狀，直流輸電由于傳輸功率大、線路造價(jià)低、控制性能好等特點(diǎn)，作為重點(diǎn)輸電工程在國內(nèi)大力發(fā)展。 在電氣化鐵路事業(yè)中，目前高速

26、鐵路是國家發(fā)展重點(diǎn)，隨著京滬高速鐵路的的論證，中國已經(jīng)開始新一輪高速電氣化鐵路的建設(shè)。同時(shí)，城市軌道交通的建設(shè)，包括地鐵和城市輕軌，這些都為高電壓與絕緣技術(shù)專業(yè)的研究生從事科研工作提供了前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。一方面，在高電壓輸電領(lǐng)域的推動(dòng)下，合成高分子材料迅速替代天然材料，這也成為電氣設(shè)備的主要研究和開發(fā)熱點(diǎn)；另一方面，功能電介質(zhì)（包括鐵電、壓電材料）開始嶄露頭角，無線電技術(shù)成為其主要應(yīng)用背景。到世紀(jì)末，計(jì)算機(jī)及光電子技術(shù)的蓬勃發(fā)展，又推動(dòng)電介質(zhì)的研究開發(fā)進(jìn)入微波與光頻波段。 在新世紀(jì)中，納米材料將大大促進(jìn)功能電介質(zhì)的發(fā)展，將給傳統(tǒng)絕緣學(xué)科找到新的突破點(diǎn)；而包括從極低頻至光頻波段的電介質(zhì)理論和

27、測(cè)量技術(shù)發(fā)展成就，將會(huì)在生物學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域起到舉足輕重的作用。青藏鐵路（格拉段）的建設(shè)，也提高了在高海拔、永凍土地區(qū)如何進(jìn)行有效的防雷接地工程等一系列的新課題。隨著我國國防事業(yè)的發(fā)展，脈沖功率技術(shù)也得到了迅猛的發(fā)展，這其中涉及到的有關(guān)材料、運(yùn)行、評(píng)估等問題，也是高電壓與絕緣技術(shù)專業(yè)科研技術(shù)專業(yè)科研工作者及研究生面臨的新問題。 中國得天獨(dú)厚的地理資源以及國家經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，為當(dāng)今科研工作者提供了前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。高電壓與絕緣技術(shù)學(xué)科跨度廣闊，涉及物理、化學(xué)、材料、電氣等，理論研究深至凝聚態(tài)物理，工程應(yīng)用廣到電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)與評(píng)估。該學(xué)科綜合性很強(qiáng)，既有多學(xué)科的交接與成果積累，又有科研與工程的結(jié)

28、合，因此要求博士生的基礎(chǔ)扎實(shí)，對(duì)學(xué)術(shù)研究與工程開發(fā)都有較好的適應(yīng)性與可造型。8高電壓有機(jī)外絕緣需要研究解決的主要問題 首先是關(guān)于介質(zhì)放電和擊穿理論及其特性的研究。在氣體方面，除了重視對(duì)氣體放電基本理論方面新見解的探討外，主要是強(qiáng)電負(fù)性氣體及其混合介質(zhì)，重點(diǎn)是研究這類氣體放電及滅弧理論的研究，為提高我國斷路器的水平提供可靠的依據(jù)。界面放電理論特別是在污穢條件下界面放電理論的研究是至關(guān)重要的。至于長間隙（雷電）放電的研究，重點(diǎn)是與國民經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)的防雷新原理和新方法的研究。 在固體介質(zhì)方面，應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究，因此比起先進(jìn)國家來我國的研究基礎(chǔ)還比較薄弱。要特別加強(qiáng)組合均遠(yuǎn)截至擊穿理論和略化理論的研究。另外，空間電荷分布和運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)擊穿過程影響的研究也具有十分重要意義。 為了不太長時(shí)間內(nèi)達(dá)到放電和擊穿理論以及介質(zhì)特性的研究方面有較大的進(jìn)展，在我國目前的條件下應(yīng)十分注意加強(qiáng)聯(lián)合研究。這樣，可以充分發(fā)揮儀器設(shè)備的作用尤其游離于學(xué)術(shù)視野的擴(kuò)大，同時(shí)還要提倡開拓和創(chuàng)新。 其次是關(guān)于過電