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摘要
从高导热、耐高温、环保型、纳米颗粒改性等方面对国内外耐高压绝缘材料的研究现状和进展进行了综述。高导热、耐高温绝缘材料方面国外多家知名公司保持着领先优势，国内虽取得较多的成果，其产品仅适用于中小型高温电机，不能满足高压大电机的使用要求。环保型绝缘材料方面，通过提高绝缘漆中的固体含量和降低粘度，减少有毒溶剂的含量，或用无毒溶剂及水代替，以达到环保要求。生物可降解绝缘材料及环境降解绝缘材料的可行性方面也进行了探索性试验。利用无机纳米粒子改性电气绝缘材料，不但能大幅度提高绝缘材料耐压和耐电晕等方面的性能，还提高了电机的使用寿命。关键词：高导热；耐热；纳米改性；环保；绝缘材料
目录
摘要................................................................................................-12 高导热绝缘材料........................................................................-44 环保型绝缘材料........................................................................-9111315前言
随着我国经济的迅速发展，能源需求不断增加。2005年我国人均年发电量为1897度，到2007年增长为2512度。2008年受国际金融危机的影响，我国的经济发展速度有所降低，但是能源需求仍在增长，人均年发电量增加到2631度。而发达国家入均年发电量一直在6 600-15 000度之间。我国与发达国家相比，还有很大的差距，装机容量仍有很大的发展空间。原电力部计划司司长吴敬儒预计，到2015年我国人均年发电量将达4 153度，进一步接近发达国家的水平。
尽管我国水电百万千瓦级机组的制造水平已居世界领先地位，但是发电机需要的具有良好热态机械强度、高云母含量、较高耐热性和导热性的主绝缘材料仍需进一步研发。在开发新型绝缘材料的同时，机成为目前研究和应用的热点产品。济南发电设备厂2008年制备了国内最大容量的330 Mw 空冷汽轮发电机u1。哈电公司采用新的全空冷技术，制备了三峡700 Mw 水轮发电机，填补了大容量空冷水轮发电机国内制备空白，达到了世界先进水平。目前，哈电公司正在研制的350 Mw 空冷汽轮发电机，是目前国内最大容量的空冷型汽轮发电机。
为了提高空冷发电机的容量和工作效率，高导热的绝缘体系逐步发展起来 l。因为线棒中没有冷却回路，省却了相关的辅助设备，电机的可靠性和维护性得到提高。使用高导热的绝缘体系，简化了冷却系统，减少了损耗，发电机的效率得到提高。电机定子线棒的高导热绝缘体系由高导热的丝包电磁线、高导热的主绝缘材料、槽内绝缘和固定绝缘等组成。日本日立公司、瑞士依索拉公司、德国西门子公司及美国杜邦公司等国际知名企业在研制高导热材料方面保持着领先优势。
国内高导热主绝缘材料的研究历史很短，1997年桂林电器科学研究所、哈尔滨大电机研究所、哈尔滨绝缘材料厂和哈尔滨理工大学开始联合立项研究。研究的重点方向是高导热多胶粉云母带和高导热半导体填充胶。虽然在研制过程中遇到很多困难，没有达到实用的程度，但是为今后研究和使用高导热绝缘材料奠定了基础。国外研究起源于20世纪80年代。当时大部分的高导热绝缘材料研究，还仅限于复合材料范围内，即高导热陶瓷材料和高分子绝缘材料的共混复合，所得材料的导热系数不高，导热绝缘高分子复合材料在导热机理
中，将继续进行高导热绝缘技术研究和推广应用。高导热绝缘材料已成为现代电机技术研究的重点方向之一。耐热绝缘材料
耐热绝缘材料对各种电机实现小型化、大容量化有重要意义，是现代绝缘材料产品的重点发展方向之一。新型耐高温无溶剂漆主要包括有机硅类、环氧类、聚酰亚胺类、二苯醚类、聚酯酰亚胺类、不饱和聚酯类等，每种材料都有各自的优缺点，而且其它方向也有新产品相继问世。
我国在耐高温无溶剂漆方面一直在做研究工作。陈月辉等[141以甲氧基二苯醚和乙酰苯胺为原料，合成一种新型的苯胺二苯醚树酯，并与环氧树脂共聚，共聚物的热分解温度可达365．25℃，温度指数为187．14，可作为耐高温绝缘材料应用于电机电器领域。俞翔霄等u 研究了环氧改性耐热聚酯无溶剂漆，将聚酯无溶剂漆的耐热等级提高到H级。张建华n 荆用有机硅预聚体与不饱和聚酯进行缩合反应，制备了有机硅改性不饱和聚酯树脂，并以其为基体制备了性能优良的H级无溶剂浸渍漆。文清云等研制了一种改性环氧类的H级无溶剂浸渍树脂，该浸渍树脂与环氧类少胶云母带有良好的VPI配套性、不含易挥发性成份、具有良好的贮存稳定性，适用于特种电机H级绝缘的VPI处理工艺。李强军等 制得一种亚胺改性不饱和耐热聚酯H级无溶剂浸渍漆，具有良好的贮存稳定性、耐高温、介质损耗因数低和分子量分布窄等特点。无溶剂有机硅浸渍漆是一种高性能
氧桐马玻璃粉云母带，其耐热等级已达F级的要求但。但双酚A型环氧树脂，其分子链具有一定的柔顺性，使环氧恫马绝缘体系达不到H级绝缘耐热要求，热稳定性离散度大。在提高环氧树脂型胶粘剂性能的同时，可以通过引入耐热性基团，开发一种具有高耐热性的树脂。另外还可以开发非环氧型胶粘剂，比如高性能聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂等耐热胶粘剂，使胶粘剂形成多品种共存的局面。
制备大容量百万机组是今后发展趋势，当前发电机工作的电压等级已提高到26 kv、容量增大到百万千瓦以上，使得电机在工作时放出的热量大幅度增加，因此必须提高绝缘材料的耐热等级才能保证电机的正常使用。环保型绝缘材料
绝缘材料中的有害物质，在制造、检测、安装及维护过程中对人员的身体健康有相当大的危害。欧盟2002年颁布了《电器与电子设备废料指令》(WasteElectrical and Electronic Equipment Directive，WEEE)和《电器与电子设备所含有毒物质限制指令》(The Restriction of the Use of Certain Haz—ardous Substances in Electrical and ElectronicEquipment，RolS)指令。为此，绝缘材料行业开发少、无污染和资源保护型的高环境性能绝缘材料已成当务之急。
制备电磁线所用的绝缘漆中，绝大部分用的是甲酚和二甲苯等有毒溶剂，这些有机溶剂毒性较大，目前试制开发低毒或无毒溶剂，温度的升高而减小，表明在高温下PI A绝缘性能较差。目前生物可降解聚合物作为高电压绝缘材料的研究工作还处于探索阶段。
聚合物的老化降解和聚合物的稳定性有直接关系。聚合物的老化降解缩短塑料的使用寿命，为防止聚合物老化，以制得高稳定性的聚合物材料，目前各国的科学家利用聚合物的老化降解行为竞相开发环境降解塑料。2008年西门子能源(SiemensEnergy)为德国电力公司(Energie Baden—Wfirttemberg，EnBW)开发出采用植物油为绝缘液的变压器。这种绝缘液体不仅能完全降解，而且与常用矿物油相比易燃性大幅降低。而以前采用的矿物油，虽然具有较高的热导性能，但是易燃且不易降解。西门子开发的变压器，采用了由天然酯类液体构成的绝缘液，绝缘液的燃点高并且可完全降解，不会对水造成任何污染，因此新型的绝缘液是环保型材料。
虽然绝缘材料行业的产量、质量逐年提高，环保型、改进型绝缘材料产品层出不穷，但环保型绝缘材料的开发和应用仍存在不少问题。因此以绿色设计概念指导我国绝缘材料的发展方向，提高国产绝缘材料的国际竞争力，同时保护并改善我们的生存环境，是一项艰巨的任务。纳米改性绝缘材料
利用无机纳米粒子改性有机聚合物，已成电气绝缘领域的一个非常重要的方向。纳米添加物自身具有大的比表面积、大的表面能、量子尺寸效应，赋于复合物优异性能，特别是在力学性能、导热
在环氧树脂中得到了均匀分散，解决了纳米陶瓷颗粒在树脂中的沉降问题。
哈尔滨工业大学研究了有机一无机杂化纳米颗粒多面体低聚倍半硅氧烷(Polyhedral OligomericSilsesquioxane，Po)，POSS是将无机元素以化学键形式引入有机基团中，形成空间笼型结构基团。笼型基团的尺寸在纳米范围内，无机元素在POSS基团中的比例较大，将无机物的一些特性引入有机物中，提高了有机物的耐热性、耐腐蚀性、耐老化性、耐候性等性能。该课题组利用POSS基团改性环氧树脂，提高了环氧体系的耐热性，耐热温度达193℃。这种有机一无机杂化方法提供了一个科研思路，将无机元素以键合方式引入有机物中，不但避免了纳米粉体团聚的问题，还可以针对性的改性有机物的性能，比如击穿性能、耐电晕性能、耐电树枝老化性能、局放性能、介电常数和介质损耗性能、空间电荷分布性能等。结束语
为满足节约资源、保护生态环境的要求，发电机额定容量、额定电压向更高等级发展，对绝缘结构设计合理性和可靠性要求更高，因此需要开发高性能绝缘材料，以满足大型高压发电机绝缘技术发展的需要。
(1)国内研制的大型高压电机用高导热云母带一直没有进展，主要原因是高导热填料占了云母粉的份量，使多胶高导热粉云母带的击穿场强和电老化寿命降低。因此高导热云母带的发展方向，一是降
参考文献
[1] 陈楠．大容量空冷汽轮发电机绝缘结构的设计与应用． 2009 [2] 李耀星．高压电机主绝缘材料的发展现状及“十五”规划设想电工材料.2007，516-
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