高压应用绝缘材料

高压应用绝缘材料

正确的绝缘材料在许多应用中发挥着重要作用——确保设备和操作员免受高温和高压的影响。

在本文中,我们将介绍一些常见的高压应用、相关风险,以及如何使用绝缘来缓解这些风险。

配电和输电

高压最常见的用途可能是在整个电力供应过程中使用——从发电厂(水力发电、核能发电或燃煤发电)到输电和配电网。在英格兰和威尔士,国家电网以275000和400000的电压传输电力,然后通过变电站中的降压变压器将其降低至230V,以输送给最终用户。由于电压是两点之间的电位差,因此需要高电压在远距离(例如在电网中)传输高水平的电位和功率。

X光

医疗应用中使用的x射线装置需要高压发生器——x射线是在高能带电粒子敲打一个材料。高电压使电子从阴极高速加速,聚焦成窄束,然后撞击发射x射线的阳极。带电粒子在直线上达到的有效电压称为加速电压或加速电位。诊断性x射线,如乳房x光片或CT扫描,其加速电位约为26-140kV。行李扫描仪的加速电位高达160kV。

与高压相关的问题和风险

高压电在使我们的日常生活成为可能的活动中显然很重要。但这一容量的发电和配电存在重大风险。

安全

在高压下使用和工作的一个相当明显的潜在问题是安全。这个一般危害电击、烧伤、火灾、电弧或爆炸等带电作业的危险不仅存在,而且被大大放大。最重要的风险是,高电压可能会在相当长的距离内产生电弧或“跳变”,距离约为1kV/cm(即25kV可能跳变25cm)。意外接触可能导致严重伤害或死亡——可能是由于人体充当电流通道,导致内部组织损伤和心力衰竭,也可能是由于电弧产生的烧伤。设备面临的风险是,短路或意外通电可能导致火灾或爆炸,从而带来额外的安全风险。

稳定性和可靠性

电压稳定性(也称为“负载稳定性”)是高压系统中的一个重要考虑因素。它指的是系统在正常运行条件下保持“平衡”状态的能力,以便在整个系统中保持一致的电压流。保持电压稳定对于提供可靠的电力供应以及保护设备至关重要。正义的偏离高于或低于“正常”电压5%可能导致设备加速磨损。在系统中保持一致的频率也很重要。在不损坏设备的情况下,多个频率不能同时工作。

高压绝缘

为了解决所发现的问题,需要使用高压的电气系统

专门的绝缘材料,确保其以安全、稳定和可靠的方式运行,最大限度地延长其使用寿命。这些材料通常用于高压系统的元件、电阻器和电容器中,确保高压电的安全传输,并保护系统不受可能导致不稳定的畸变频率的影响。

虽然很多不同类型的绝缘材料用于高压应用,一个强有力的竞争者和常用材料是云母——我们现在将探讨原因。

云母高压绝缘及其性能

云母是一种具有优越的电性能和热性能的矿物。云母的介电强度约为118MV/m,比其他常用材料高得多,如硅,其介电强度为20MV/m,以及聚四氟乙烯(PTFE,最常见的是聚四氟乙烯),它的介电强度为60MV/m。它还具有其他优越的电气性能,如电阻率和低介电损耗角正切(或电损耗因数)——您可以在我们的白皮书.

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