绝缘材料应用范围及发展现状的可研报告

第一节 绝缘材料的简介

绝缘材料是在允许电压下不导电的材料，但不是绝对不导电的材料，在一定外加电场强度作用下，也会发生导电、极化、损耗、击穿等过程，而长期使用还会发生老化。它的电阻率很高，通常在1010～1022Ω·m的范围内。如在电机中，导体周围的绝缘材料将匝间隔离并与接地的定子铁芯隔离开来，以保证电机的安全运行。（可研报告）

第二节 绝缘材料的应用范围

绝缘材料包括气体绝缘材料、液体绝缘材料和固体绝缘材料。涉及电工、石化、轻工、建材、纺织等诸多行业领域。

气体绝缘材料

通常情况下，常温常压下的干燥气体均有良好的绝缘性能。作为绝缘材料的气体电介质，还需要满足物理、化学性能及经济性方面的要求。空气及六氟化硫气体是常用的气体绝缘材料。

空气有良好的绝缘性能，击穿后其绝缘性能可瞬时自动恢复，电气物理性能稳定、来源极其丰富、应用面比较广。但空气的击穿电压相对较低，电极尖锐、距离近、电压波形陡、温度高、湿度大等因素均可降低空气的击穿电压，常采用压缩空气或抽真空的方法来提高空气的击穿电压。

六氟化硫（SF6）气体是一种不燃不爆、无色无味的惰性气体，它具有良好的绝缘性能和灭弧能力，远高于空气，在高压电器中得到了广泛应用。六氟化硫气体还具有优异的热稳定性和化学稳定性，但在600℃以上的高温作用下，六氟化硫气体会发生分解，将产生有毒物质。

液体绝缘材料

绝缘油有天然矿物油、天然植物油和合成油，如图所示。天然矿物油应用广泛，它是从石油原油中经过不同程度的精制提炼而得到的

电器绝缘油

一种中性液体，呈金黄色，具有很好的化学稳定

性和电气稳定性。主要应用于电力变压器、少油断路器、高压电缆、油浸式电容器等设备。天然植物油有蓖麻油、大豆油等。合成油有氧化联苯甲基硅油、苯甲基硅油等，主要用于电力变压器、高压电缆、油浸纸介电容器中。

绝缘油在储存、运输和运行过程中会受各种因素影响导致污染和老化。热和氧在油的老化中起了最主要的作用。工业中采取的防油老化的措施有：加强散热以降低油温；用氮气、薄膜使变压器油与空气隔绝；使用干燥剂以消除水分；添加抗氧化剂；防止日光照射等。油被污染后可采取压力过滤法或电净化法进行净化和再生。

为了保证充油设备的安全运行，必须经常检查油的温升、油面高度、油的闪点、酸值、击穿强度和介质损耗角正切值，必要时还要进行变压器油的色谱分析。需要补充油时，尽量用原型号或相近型号，并应进行混合试验。

固体绝缘材料

固体绝缘材料的种类很多，其绝缘性能优良，在电力系统中的应用很广。常用的固体绝缘材料有：绝缘漆、绝缘胶；纤维制品；橡胶、塑料及其制品；玻璃、陶瓷制品；云母、石棉及其制品等。

绝缘漆、绝缘胶都是以高分子聚合物为基础，能在一定条件下固化成绝缘硬膜或绝缘整体的重要绝缘材料。

绝缘漆主要由漆基、溶剂、稀释剂、填料等部分组成，绝缘漆的成膜固化后绝缘强度较高，一般可作为电动机、电器线圈的浸渍绝缘或涂覆绝缘。按用途可分为浸渍漆、漆包线漆、覆盖漆、硅钢片漆和防电晕漆等。

绝缘胶与绝缘漆相似，一般加有填料，广泛用于浇注电缆接头、套管、220kV及其以下电流互感器、10kV及其以下电压互感器。用的绝缘胶有黄电缆胶、黑电缆胶、环氧电缆胶、环氧树脂胶、环氧聚酯胶等。

绝缘纤维制品是指用绝缘纸、纸板、纸管和各种纤维织物等制成的绝缘材料。浸渍纤维制品则是用绝缘纤维制品作底材，浸以绝缘漆制成，它具有一定的机械强度、电气强度、耐潮性能，还具备了一些防霉、防电、防辐射等特殊功能。绝缘电工层压制品是以纤维作底材，浸涂不同的胶黏剂，经热压或卷制而成的层状结构绝缘材料，其性能取决于底材和胶黏剂及其成型工艺，可制成具有优良电气性能、力学性能和耐热、耐霉、耐电弧、防电晕等特性的制品。

第三节 绝缘材料的发展现状

20多年来，我国绝缘材料的品种发展迅速，质量有很大提高，产品水平已达到一个新的高度。作为机电工业的基础化工材料，绝缘材料必将为我国可持续发展的国民经济作出新的更大的贡献。以下是绝缘材料发展现状分析。

绝缘材料是电工产品发展的基础和保证，对电机、电气工业的发展具有特别重要的作用，绝缘材料的发展与进步，有赖于高分子材料的发展并直接制约和影响着电工产品的发展和进步。绝缘材料是电工产品具有先进技术性的关键，也是电工产品长期安全可靠运行的重要保障。因此，要求绝缘材料不断发展新品种，提高产品性能与质量，以适应电工产品不断发展的需要。目前，全球主要绝缘材料规模以上企业（集团）仅有十几家，绝缘材料发展现状不容可观。

国绝缘材料的发展起步较晚，20世纪60年代以来，辽阳工业材料厂、湖南省第一材料厂和泰州绝缘材料厂开始生产绝缘材料。20世纪80年代中期，我国成功研制交流500kV 的全套成型绝缘材料，为特变电工、保变电气、西电集团等大型变压器企业提供成型绝缘材料。但由于绝缘材料的限制，国内超高压输电设备使用的优质、大幅面绝缘材料主要依赖国外进口，或由外资控股的泰州魏德曼公司供给。近年来，以发行人、泰州新源电工器材有限公司、常州市英中电器有限公司等为代表的国内企业先后取得一系列研发成果，引进或自主开发先进生产技术和装备，我国绝缘材料及成型件行业的自动化水平有了较大的提高，成功缩小了与世界先进水平的差距，产能规模和市场占有率逐步提高，已基本能有效满足国内市场的绝缘材料和成型绝缘件的需求。除产量继续增长外，国内企业生产的产品在品种需求结构方面也发生了较大变化，部分产品已达到世界先进水平，并开始应用于特高压变压器、高铁和轨道交通牵引变压系统等领域。

我国绝缘材料行业大多数产品与国外发达国家相比，缺少环保专业技术的支撑，尤其在新产品研究开发的初期就没有建立环境保护的理念。不过产品技术的落后，可以通过引进和自主开发而赶上，以致超过发达国家水平。但是，对环境保护的认识和理念的缺乏和落后，却将以惨痛的代价和几代人的努力才能见到成效。可喜的是，近年来，国内的一些绝缘材料生产制造厂商，对国际上的环保型新材料、新技术、新工艺的了解速度明显加快。环保问题也越来越得到重视，使生产厂商在对材料选择时，也将环境保护作为其生产中考虑的重点。

第四节 绝缘材料的发展趋势

绝缘材料是电工产品发展的基础和保证，对电机、电气工业的发展具有特别重要的作用，绝缘材料的发展与进步，有赖于高分子材料的发展并直接制约和影响着电工产品的发展和进步。

绝缘材料是电工产品具有先进技术性的关键，也是电工产品长期安全可靠运行的重要保障。因此，要求绝缘材料不断发展新品种，提高产品性能与质量，以适应电工产品不断发展的需要

我国绝缘材料行业经过50多年的发展，已初步形成一个产品比较齐全，配套比较完备，具有相当生产规模和科研实力的工业体系。特别是近20多年来，绝缘材料的品种发展迅速，质量有很大提高，产品水平已达到一个新的高度。

现代应用纳米技术发展纳米绝缘材料。纳米技术可以应用于许多领域，包括绝缘材料领域。将纳米级（范围在1～100nm之间）粉料均匀地分散在聚合物树脂中，也可以采取在聚合物内部形成或外加纳米级晶粒或非晶粒物质，还可形成纳米级微孔或气泡。由于纳米级粒子的结构特征使复合型材料表现出一系列独特而又奇异的性能，使纳米材料发展成极有前景的新材料领域。目前我国已经开展了这方面的研究，如四川大学已制备聚酰亚胺/蒙脱土纳米复合薄膜获得成功。纳米材料的应用必将为许多传统的绝缘材料无法达到的新异性能，开辟了新材料、新技术的发展前景。

 

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