特高压设备绝缘防护优化方案

超高或特高压输电网络是国家电网正在全力打造的统一坚强智能电网的骨架和核心。更高的电压等级及直流输电对广泛应用于电气设备的环氧树脂绝缘材料的安全可靠性提出了重大挑战。目前，挂网运行的环氧树脂绝缘材料体积电阻率偏低，特别是在直流高压下，电荷长期积聚易造成表面闪络，这是特高压电网安全的最大隐患之一。

纳米技术为高绝缘环氧材料的发展提供了新的途径，采用无机纳米颗粒复合技术能够大幅度提高环氧材料的体积电阻率，减少表面电荷积聚、优化电场分布、避免沿面闪络，同时提高环氧材料绝缘、力学及热学等综合性能。

纳米电介质材料比传统微米电介质材料具有更高的可靠性和耐久性，而且采用纳米电介质制备的绝缘器件较传统材料体积更小、质量更轻、绝缘性能更优越。在高压绝缘方面，纳米颗粒能够改善聚合物的耐压时间，提高耐电老化性能及聚合物抗局部放电能力。同时，纳米改性技术还能够提高聚合物的击穿电压。但纳米绝缘材料还存在以下几个问题：①纳米材料的分散问题。由于纳米粉体的粒径较小，其比表面积和比表面能较大，因此，与微米级超细粉体相比，纳米粉体的团聚更加严重，在应用到有机介质（如树脂、塑料、涂料）中时，粉体的分散更加困难。②聚合物基体与纳米粒子间的相互作用机制尚不明确。(www.xing528.com)

纳米粒子对绝缘材料的改性机理和制造技术（包括纳米粒子形状、尺寸的选择以及分散与复合工艺的完善等）将是未来相当长时间内纳米改性绝缘材料领域的研究重点。在某些电力行业应用中，需要纳米电介质具有各向异性特征，以实现定向屏蔽或者离子传导。因此，制备具有各向异性特征的纳米改性绝缘材料也是未来研究的方向之一。

我国能源产地和需求地分布极不均衡，大部分能源资源分布在西部和北部，而需要大量能源的用户则集中在东部沿海地区，这种能源供需的地理分布失衡决定了我国电能输送具有跨区域、远距离和大规模的特点。当前，我国电网的损耗约为7.5%，以2014年总发电量5.5万亿kW·h计算，电网的损耗高达4千亿kW·h。未来可再生能源的大量接入以及电能在终端能源中的比重不断提高会使总体输电损耗增加。因此，采用新型导电材料和技术实现大容量、远距离、高效率的电力输配成为必需。此外，为满足高压输电网运行的可靠性和稳定性，电网对电气绝缘材料的质量及可靠性也提出了越来越高的要求，研究和发展各种性能优良的绝缘材料是目前电气绝缘材料发展的普遍趋势。