第1章 绪论
电气设备或产品一般包括导体、磁路、绝缘和机械结构等部分,而其中绝缘部分常属于最薄弱环节,对电气(电子)设备的使用寿命和运行可靠性具有决定性作用。统计表明,电力系统的停电事故中,50%~80%是由绝缘故障所引起的。发电机线圈绝缘的老化和击穿、变压器线圈匝间绝缘在过电压下的击穿、线路绝缘子在污秽情况下的闪络等,都是电力系统中造成停电事故的最常见原因。提高电气绝缘的可靠性是电气设备或产品制造和使用两方面共同的重要任务,同时绝缘材料的制备和选用又是保证可靠性的基础。
目前,我国绝缘材料产品中普通材料总体供大于求,可应用于发电设备、输变电设备、牵引机车、电机、电器、电子、家电、通信和新能源(风能、太阳能和核能)等多个行业。但在高技术产品领域,产品结构、技术水平、质量控制、企业设备改造技术及技术人才等方面与国外还存在较大差距。我国电力电子及电气设备中的许多关键部件通过引进国外的先进技术,不断国产化。随着我国电力工业向高电压大容量及远距离输送等方面的发展,对电气绝缘材料的质量及可靠性提出了越来越多的要求,研究和发展各种性能优异的绝缘材料是目前电气绝缘材料发展的普遍趋势。机电工业以及新能源自身技术的发展,对特种功能绝缘材料的需求日益突出,亟须更加稳定安全、无环境污染、功能完善的绝缘材料。因此绝缘材料的耐高压、耐热绝缘、耐冲击、环保绝缘、复合绝缘、耐腐蚀、耐水、耐油、耐深冷、耐辐照及阻燃性是今后的发展方向。
近年来,新型绝缘材料的大量出现,显著促进了绝缘结构的发展,如合成有机材料中的各种塑料制品、高温材料和高温电磁线,人造无机材料中的特种电瓷、钢化玻璃和玻璃纤维、粉云母、合成云母和无机薄膜等,液体介质中的合成液体和气体介质中的电负性气体等。电力电容器采用聚丙烯薄膜浸渍合成液体,其体积比老式油浸渍绝缘的同容量电容器缩小2/3。由于聚酯和环氧树脂的广泛应用,电工中应用最广的中小型电机的耐热温度从老式绝缘的105℃上升至155℃和180℃,使同功率的电机体积和质量分别减小、减轻了1/3以上。聚酰亚胺、聚四氟乙烯及有机硅等材料的广泛应用,使电机的耐热等级达到250℃。此外,新材料的应用使绝缘结构形式出现了许多变革。
绝缘结构制造工艺是结构设计性能的要求和产品质量的基本保证。只有严格的工艺过程,才能保证产品的性能和质量;只有先进的工艺,才能适应绝缘结构的变革。超高压变压器的高真空度干燥浸渍、电机绝缘无溶剂漆的真空压力浸渍或整体浸渍,均大大消除了绝缘中的气氛,提高了介质损耗等绝缘性能和产品质量。