復合絕緣材料局部放電會引發材料老化、絕緣性能下降甚至設備故障,可從優化設計和選型兩方面解決。
優化設計策略
優化結構設計
合理設計電極形狀:不規則電極易導致電場分布不均,增加局部放電概率。設計時應使電極形狀規則、平滑,如采用圓角代替尖角,降低電場集中程度。
優化絕緣結構:采用多層復合絕緣結構,不同材料性能互補,分散電場應力。如在高壓設備中,用介電常數不同的材料分層排列,使電場分布更均勻。
控制制造工藝
提高材料純度:雜質和氣泡是局部放電的起始點,制造中要嚴格控制原材料質量,減少雜質含量。采用先進工藝去除材料中的氣泡,如真空灌注、高溫脫氣等。
精確控制尺寸公差:尺寸偏差會使電場分布異常,加工過程中需精確控制絕緣材料的尺寸公差,確保各部件配合良好。
改善運行條件
控制電壓波動:過大的電壓波動易引發局部放電,應配置合適的電壓調節裝置,將電壓穩定在規定范圍內。
降低溫度和濕度影響:高溫高濕環境會加速局部放電發展,可采取散熱措施降低設備溫度,使用除濕設備控制濕度。
選型策略
依據運行環境選型
高溫環境:選擇耐熱性能好的復合絕緣材料,如硅橡膠、聚酰亞胺等,其能在高溫下保持良好絕緣性能和機械性能。
潮濕環境:選用憎水性強、吸濕率低的材料,如憎水性環氧樹脂,可防止水分侵入引發局部放電。
強電場環境:采用介電強度高、局部放電起始電壓高的材料,如高壓電纜用的交聯聚乙烯絕緣材料。
根據設備要求選型
高壓設備:對絕緣性能和可靠性要求高,應選擇質量可靠、性能穩定的復合絕緣材料,并進行嚴格檢測和認證。
高頻設備:考慮材料的介質損耗和介電常數隨頻率的變化特性,選擇介質損耗小、介電常數穩定的材料,減少能量損耗和局部放電。
參考材料性能參數選型
電氣性能:關注材料的絕緣電阻、介電強度、介質損耗因數等參數,確保滿足設備運行要求。
機械性能:考慮材料的拉伸強度、彎曲強度、硬度等指標,保證在機械應力作用下不發生損壞。
化學穩定性:選擇抗老化、耐腐蝕能力強的材料,延長使用壽命。