复合绝缘材料局部放电会引发材料老化、绝缘性能下降甚至设备故障,可从优化设计和选型两方面解决。
优化设计策略
优化结构设计
合理设计电极形状:不规则电极易导致电场分布不均,增加局部放电概率。设计时应使电极形状规则、平滑,如采用圆角代替尖角,降低电场集中程度。
优化绝缘结构:采用多层复合绝缘结构,不同材料性能互补,分散电场应力。如在高压设备中,用介电常数不同的材料分层排列,使电场分布更均匀。
控制制造工艺
提高材料纯度:杂质和气泡是局部放电的起始点,制造中要严格控制原材料质量,减少杂质含量。采用先进工艺去除材料中的气泡,如真空灌注、高温脱气等。
精确控制尺寸公差:尺寸偏差会使电场分布异常,加工过程中需精确控制绝缘材料的尺寸公差,确保各部件配合良好。
改善运行条件
控制电压波动:过大的电压波动易引发局部放电,应配置合适的电压调节装置,将电压稳定在规定范围内。
降低温度和湿度影响:高温高湿环境会加速局部放电发展,可采取散热措施降低设备温度,使用除湿设备控制湿度。
选型策略
依据运行环境选型
高温环境:选择耐热性能好的复合绝缘材料,如硅橡胶、聚酰亚胺等,其能在高温下保持良好绝缘性能和机械性能。
潮湿环境:选用憎水性强、吸湿率低的材料,如憎水性环氧树脂,可防止水分侵入引发局部放电。
强电场环境:采用介电强度高、局部放电起始电压高的材料,如高压电缆用的交联聚乙烯绝缘材料。
根据设备要求选型
高压设备:对绝缘性能和可靠性要求高,应选择质量可靠、性能稳定的复合绝缘材料,并进行严格检测和认证。
高频设备:考虑材料的介质损耗和介电常数随频率的变化特性,选择介质损耗小、介电常数稳定的材料,减少能量损耗和局部放电。
参考材料性能参数选型
电气性能:关注材料的绝缘电阻、介电强度、介质损耗因数等参数,确保满足设备运行要求。
机械性能:考虑材料的拉伸强度、弯曲强度、硬度等指标,保证在机械应力作用下不发生损坏。
化学稳定性:选择抗老化、耐腐蚀能力强的材料,延长使用寿命。
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