絕緣材料是在允許電壓下不導(dǎo)電的材料,但不是絕對(duì)不導(dǎo)電的材料,在一定外加電場(chǎng)強(qiáng)度作用下,也會(huì)發(fā)生導(dǎo)電、極化、損耗、擊穿等過(guò)程,而長(zhǎng)期使用還會(huì)發(fā)生老化。它的電阻率很高,通常在1010~1022Ω·m的范圍內(nèi)。
絕緣材料是在允許電壓下不導(dǎo)電的材料,但不是絕對(duì)不導(dǎo)電的材料,在一定外加電場(chǎng)強(qiáng)度作用下,也會(huì)發(fā)生導(dǎo)電、極化、損耗、擊穿等過(guò)程,而長(zhǎng)期使用還會(huì)發(fā)生老化。它的電阻率很高,通常在1010~1022Ω·m的范圍內(nèi)。如在電機(jī)中,導(dǎo)體周?chē)慕^緣材料將匝間隔離并與接地的定子鐵芯隔離開(kāi)來(lái),以保證電機(jī)的安全運(yùn)行。
絕緣材料是電工產(chǎn)品發(fā)展的基礎(chǔ)和保證,對(duì)電機(jī)、電氣工業(yè)的發(fā)展具有特別重要的作用,絕緣材料的發(fā)展與進(jìn)步,有賴于高分子材料的發(fā)展并直接制約和影響著電工產(chǎn)品的發(fā)展和進(jìn)步。
用于110千伏、220千伏、500千伏的國(guó)產(chǎn)高壓電纜絕緣材料逐步實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用,將使我國(guó)高壓電纜絕緣材料長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面得到顯著改善,為我國(guó)保障能源安全、助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)重要力量。
我國(guó)電力格局長(zhǎng)久存在“源荷割離”現(xiàn)象,能源富藏地與用電負(fù)荷集中地不一致,由此而導(dǎo)致的長(zhǎng)距離輸電在所難免。隨著“雙碳”目標(biāo)逐步推進(jìn),如何更加安全、高效地進(jìn)行遠(yuǎn)距離電力輸送,一直是我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展中無(wú)法回避的問(wèn)題。
高壓電纜絕緣材料的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)過(guò)程。以當(dāng)下廣泛采用的高壓直流輸電方式為例,其電力電纜絕緣材料的發(fā)展先后經(jīng)歷了充油絕緣(OF)、油紙絕緣(MI)和交聯(lián)聚乙烯(XLPE)絕緣3個(gè)階段。“以充油和油紙為絕緣方式的直流電纜的問(wèn)世已經(jīng)超過(guò)100年?!标愋卤硎?,早期的充油電纜采用中空導(dǎo)體作為油流道,通過(guò)充油不斷浸漬導(dǎo)體外的絕緣層,達(dá)到絕緣效果。但此種絕緣方式需在電纜運(yùn)行過(guò)程中不斷進(jìn)行充油,一旦電纜外層出現(xiàn)破損,便會(huì)造成油料泄漏,易導(dǎo)致環(huán)境污染,且維護(hù)難度大,現(xiàn)在已基本被淘汰。
近年來(lái)建設(shè)的高壓直流輸電工程中,發(fā)展迅速的交聯(lián)聚乙烯擠塑電纜則成為更加普遍的選擇。由于交聯(lián)聚乙烯擠塑電纜相對(duì)于油紙電纜的運(yùn)行溫度更高,機(jī)械性能和絕緣性能更好,同時(shí)安裝維護(hù)方便,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,目前已在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用?!澳壳暗母邏褐绷麟娎|幾乎都采用交聯(lián)聚乙烯作為絕緣材料?!?/p>
制造絕緣材料上游的主要原材料有:苯酚、甲醛、苯乙烯等有機(jī)化合物,環(huán)氧樹(shù)脂、聚丙烯、聚酯等高分子聚合物,云母、石棉、碳酸鈣、滑石粉、氫氧化鋁等無(wú)機(jī)物。
絕緣材料下游產(chǎn)業(yè)主要為電力(發(fā)電、輸變電)電器、電機(jī)(電動(dòng)機(jī)、牽引機(jī)車(chē))、航空航天、電子和信息等行業(yè)。下游行業(yè)的快速發(fā)展帶動(dòng)了絕緣材料的發(fā)展。
絕緣材料與絕緣制品制造設(shè)備,絕緣漆浸漬、烘干、制造設(shè)備,電工非織布及聚酯薄膜的制造設(shè)備、絕緣材料工藝方法、檢測(cè)分析、測(cè)試儀器設(shè)備、網(wǎng)地絕緣監(jiān)控技術(shù)等。
2015-2020年全國(guó)35千伏及以上輸電線路回路長(zhǎng)度呈持續(xù)上升趨勢(shì),2019年達(dá)197.51萬(wàn)千米,初步估計(jì)2020年達(dá)到205萬(wàn)千米;新增交流110千伏及以上輸電線路長(zhǎng)度呈波動(dòng)變化趨勢(shì),2019年達(dá)5.79萬(wàn)千米,2020年受疫情影響,初步估計(jì)增加5萬(wàn)千米。
絕緣材料迅速發(fā)展,現(xiàn)代應(yīng)用納米技術(shù)發(fā)展納米絕緣材料。由于絕緣材料納米級(jí)粒子的結(jié)構(gòu)特征使復(fù)合型材料表現(xiàn)出一系列獨(dú)特而又奇異的性能,使納米材料發(fā)展成極有前景的新材料領(lǐng)域。我國(guó)已經(jīng)開(kāi)展了這方面的研究,如四川大學(xué)已制備聚酰亞胺/蒙脫土納米復(fù)合薄膜獲得成功。納米材料的應(yīng)用必將為許多傳統(tǒng)的絕緣材料無(wú)法達(dá)到的新異性能,開(kāi)辟了新材料、新技術(shù)的發(fā)展前景。
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2021-2026年中國(guó)絕緣材料行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告
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