张攀
内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司 内蒙古呼和浩特市 010206
摘要：近年来，人们的生活水平逐渐提高，用电范围越加广泛，因此电力企业得到了飞速发展。本文简述高电压绝缘技术中存在的问题，并介绍高电压绝缘材料的几种类型，最后详细讲述提升高电压绝缘技术的有效措施，希望能够为电力企业发展提供积极建议，推动国家电力行业进行快速发展。
关键词：高电压；绝缘技术；电力企业
引言
??正是因为绝大多数的电气设备都直接暴露在空气中，因此也就对其绝缘技术提出了相当高的要求。因为电介质本身的不可分离性使得高电压其本身不具备明确的界限划分，高电压与绝缘共同组成了一个不可分割的整体。因此，要想确保电气设备的安全稳定运行，电网系统的可靠供电，在高电压与绝缘技术的研究上就应该从高电压设备外绝缘技术入手进行综合的考量。为此以下笔者即结合个人实践工作经验与相关参考文献，就高电压与绝缘技术展开粗浅的探讨。
一、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。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
二、绝缘材料种类介绍
??应用于变压器的绝缘材料品种较多，其中电工陶瓷作为最早的电工用绝缘材料，具有机械性能高的特点，为早期的研究人员所青睐。但是电工陶瓷又具有不抗冲击、拉伸性差且易碎的缺点，渐渐的被新型绝缘材料所取代。在国内，目前应用于高电压大容量变压器的绝缘材料多为复合材料，其中，主要有乙丙橡胶和硅橡胶，另外脂环族环氧树脂和聚四氟乙烯的应用也比较多，在国际上一些新型的材料也逐渐出现，并因为其各自的优良性能，逐渐被人们接受并应用，比如丁基橡胶、烯烃混合物和聚合物混凝土等。另外，具有高强抗氧化能力的硅胶，因为同时具有憎水性和迁移性，近些年来，也开始逐渐应用于高电压大容量变压器绝缘领域。除此之外，一些气体绝缘材料、电工塑料、电工绝缘胶和绝缘漆管等，也开始被人们广泛应用到绝缘领域。
三、绝缘预防性试验的分类与方法
??3.1 试验分类
??一是破坏性试验。针对直流耐压、交流耐压的试验，设备的绝缘水平试验需要采用较高的电压，从而更为有效的发现设备存在的问题，但需要注意的是由于电压较高，所以在部分特殊情况下可能出现损坏被测设备的情况，因此破坏性试验往往是在非破坏性试验完成后进行的，有效地避免绝缘损伤或者击穿情况。二是非破坏性试验。电压比较低的情况下，对绝缘缺陷进行试验通常采用不会造成损伤的方式，一方面能够检测出存在的问题，另一方面还可提高缺陷检测的灵敏度。
3.2 绝缘预防性试验的方法
??3.3.1绝缘电阻的预防性试验
??绝缘电阻的预防性试验包括绝缘电阻测试和吸收比测试，绝缘电阻测试利用的是固定输出电压仪表获取度数的，高压电气设备绝缘电阻加压60s后获取到度数。吸收比测试则是对电气设备绝缘电阻比值进行检测，吸收比试验是对电气设备与变压器绝缘受潮情况和缺陷的反映，敏感度较高，室温下，检测显示吸收比1：3则可判断为绝缘受潮或存在缺陷。
??3.3.2绝缘电压的预防性试验
??高压电气设备具有多种形式的绝缘，如户外采用的绝缘主体大多数是绝缘子，当绝缘子表面清洁度较好时，则电阻较高，绝缘子在使用中表面电压的分布是由其电容与杂散电容决定的，因此通过对表面电压分布的测量可以判断绝缘性能和绝缘子的完整性，进而保证不停电。
??3.3.3泄露电流的预防性试验
??泄露电流的预防性试验中需要使用高压整流设备供电，通过微安表读取泄露的电流值。其检测准确度、灵敏度比兆欧表更优，并且测试电压更高，可以根据需要调节，避免了必须保持一定电压水平的限制，可以将绝缘的薄弱环节更容易的显示出来。除此之外，在电压上升的过程中，可以按照微安表的指示，了解绝缘状况。
3.3.4直流耐压测试
??为了更为准确地判断绝缘是否存在局部问题，最为理想的方式是采用直流耐压测试，该测试需要在高电压下测试，可及时地发现其中存在的绝缘缺陷。具体的测试过程中，需要将直流耐压试验与泄露电流测试同时进行，试验所需的设备比较轻，并且不会对绝缘造成大的损坏，但其测试效果与交流测试相比具有一定差异。
??3.3.5交流耐压测试
??交流耐压测试是一种非常严格的绝缘缺陷测试，可集中地反映出绝缘体比较危险的缺陷，也被认为是当前鉴定高压电气设备绝缘强度的最直接方法，是判断电气设备是否能够投入运行的重要方式，通过测试可以有效地保证绝缘水平，杜绝绝缘事故。通过交流耐压试验，可能让绝缘当中的弱点得到发展，所以在进行交流耐压测试之前必须对被测品进行吸收比、绝缘电阻、泄漏电流和介质损耗等试验，如果试验结果不合格才能进行交流耐压试验，避免不必要的绝缘损伤。
??3.3.6局部放电测试
??对固体绝缘体当中存在的间隙或者液体绝缘体当中存在的气泡，电场强度达到一定数值时便会产生局部放电现象，尽管不会发生马上击穿的情况，但是放电产生的热量则将逐渐损坏绝缘体，所以在预防性测试当中可以通过绝缘体放电的电场强度测试判断出内部是否存在裂缝与空隙。局部放电特征是在回路当中产生放电脉冲电流，采集这些电流并且放大便可获得局部放电的强度，判断绝缘体基本情况。
??3.3.7介质损耗因数tgδ试验
??介质损耗因数tgδ是绝缘损耗特征和性能的一种反映，在暴露电气设备的绝缘老化、受潮，以及小型高压电气设备绝缘缺陷的检测中具有较高的灵敏度。介质损耗因数tgδ用于绝缘预防性试验具有其一定的优势，测试过程中对被测样品尺寸、测试电压等并无特殊要求，因此用于绝缘情况的判断更方便。需要注意的是要注意大气湿度，控制湿度在80%内，并且绝缘表面洁净。
窗体底端
四、强化高电压绝缘技术的有效措施
（一）改善绝缘材料老化现象
作为高电压绝缘的外部保护元件，有机材料在使用过长时间后，会经受各种外界因素影响，产生老化破损现象。工作人员在解决老化问题时，可以针对不同老化问题，及时采取有效防治与解决措施。例如，对于气候性温差变化、光照雨淋影响造成的外界不可控性老化问题，工作人员要加强巡视工作，及时监控高电压有机绝缘外层的绝缘性状，做好检修以及更换工作。针对电晕效应、机械应力、局部放电、运行故障等运行过程中的老化问题，工作人员可以根据实际情况采取适应性解决措施。例如，工作人员可以采取相互保护性措施，降低电晕效应影响、减少机械应力作用、排除局部放电现象、维持电路正常运行，让一些老化问题得以控制，不会得到大面积蔓延。工作人员通过检修电路问题不仅能够杜绝高电压运行的老化问题，还能降低有机绝缘材料的更换几率，为电力企业节约一笔庞大的经济支出。此外，工作人员可以对绝缘材料进行试验工作，收集整理多项实验性数据，分析和研究出高电压绝缘材料的绝缘性能，从而加快对新型绝缘材料的研发工作进程，改善高电压绝缘有机材料老化问题。
（二）解决绝缘材料质量问题
绝缘材料的质量标准直接影响高电压绝缘性能，所以，电力企业在引进绝缘材料时，务必做好绝缘材料检验关卡，确保有机绝缘材料符合高电压电路运行要求，并且拥有统一标准化绝缘性能。例如，工作人员在应用有机绝缘材料时，要审查其出产制造厂家、检验合格证明、产品规格特性等影响因素，保证绝缘材料的质量稳定性。只有严抓检验关卡才能有效避免“以次充好”、“张冠李戴”等恶劣性影响，让高电压运行工作具有安全可靠性，实现电力企业的健康有序发展。规范使用有机材料，能够杜绝产品参差不齐出现不定性故障的糟糕现象，降低工作人员检修与维护工作的任务量，让高电压运行的突发事故隐患几率降到最低。绝缘产品的良好绝缘性，能够让电力企业高电压运行维持在正常标准状态，不仅对企业自身发展具有重要作用，还对国家各个领域的经济性建设发展至关重要，因此工作人员改善绝缘产品质量问题势在必行。
（三）提升绝缘材料承载能力
绝缘材料的承载能力决定其绝缘效果的高低，工作人员在对高电压绝缘技术进行分析与研究时，可以将绝缘材料的承载能力作为提升绝缘技术的突破口。例如，工作人员可以将不同出绝缘材料的承载能力进行针对性检验，分析有机材质、规格尺寸、构成机构、成分高低等不同条件下，绝缘材料的承载能力与绝缘效果的相关性联系，找到最佳高电压绝缘技术实行方案，为电力企业找到一条可持续发展道路。经过相关数据研究，绝缘材料对高电压电路中电荷承载能力越高，绝缘效果越好。
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]王瑞梅,刘子睿,梁德季.高电压绝缘相关技术分析及应用[J].无线互联科技,2020,17(02):142-143.
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