Системы полимерной изоляции в технике высоких напряжений

Аннотация

Цель исследования — изучение путей развития высоковольтных технологий с применением полимерной изоляции и учетом дальнейшей перспективы их использования.

Представлен обзор применения различных видов полимеров, начиная с XIX в. Подробно описаны типы оборудования с полимерной высоковольтной изоляцией и история их развития. Продемонстрированные результаты свидетельствуют о широком распространении данного типа изоляции и позволяют оценить её будущее применение, а также возможные пути её использования.

Одними из основных недостатков, препятствующих широкому использованию полимерных материалов в электроэнергетике вплоть до середины ХХ в., были относительно низкие механическая прочность и теплостойкость, подверженность органической изоляции воздействию атмосферы и старению. Однако переход к композиционным материалам позволил это преодолеть.

Развитие различных технологий изготовления изоляции с применением добавок позволило получить эпоксидные компаунды, что, в свою очередь, не только увеличило количество типов оборудования с полимерной изоляцией, но также и диапазоны номинальных напряжений устройств, продлило срок их службы и понизило стоимость.

Помимо существующих решений изготовления и применения полимерной изоляции изучены возможные пути их улучшения. Так, за счет усовершенствования технологий изготовления и оптимизации состава компаунда минимизируются опасные появления в изоляционных системах полимеров газовых включений, трещин и отслоений размером более нескольких микрон (при воздействии напряжения в них образуются частичные разряды). При нахождении в атмосферном воздухе в газовые прослойки могут попадать влага, кислоты и другие химически активные компоненты, разрушающие изоляцию.

Повышения электрической прочности изоляции можно добиться путем учета качества соединения основного компаунда с различными элементами (электродами, другими заливаемыми диэлектриками).