對(duì)高壓電氣設(shè)備絕緣的要求是多方面的，除了必須有優(yōu)異的電氣性能外，還要求有良好的熱性能、機(jī)械性能及其他物理化學(xué)特性，單一品種的電介質(zhì)往往難以同時(shí)滿足這些要求，所以實(shí)際的絕緣結(jié)構(gòu)一般不是采用某種單一的絕緣材料，而是由多種電介質(zhì)組合而成。例如變壓器的外絕緣由套管的外瓷套和周圍的空氣組成，而其內(nèi)絕緣更是由紙、布、膠木筒、聚合物、變壓器油等固體和液體介質(zhì)聯(lián)合組成。

    組合絕緣結(jié)構(gòu)的電氣強(qiáng)度不僅僅取決于所用的各種介質(zhì)的電氣特性，而且還與各種介質(zhì)的特性相互之間的配合是否得當(dāng)大有關(guān)系。

    組合絕緣的常見(jiàn)形式是由多種介質(zhì)構(gòu)成的層疊絕緣。在外加電壓的作用下，各層介質(zhì)承受電壓的狀況必然是影響組合絕緣電氣強(qiáng)度的重要因素。各層電壓最理想的分配原則是：使組合絕緣中各層絕緣所承受的電場(chǎng)強(qiáng)度與其電氣強(qiáng)度成正比。在這種情況下，整個(gè)組合絕緣的電氣強(qiáng)度最高，各種絕緣材料的利用最合理、最充分。

    各層絕緣所承受的電壓與絕緣材料的特性和作用電壓的類型有關(guān)。例如在直流電壓下，各層絕緣分擔(dān)的電壓與其絕緣電阻成正比，亦即各層中的電場(chǎng)強(qiáng)度與其電導(dǎo)率成反比；但在工頻交流和沖擊電壓的作用下，各層所分擔(dān)的電壓與各層的電容成反比，亦即各層中的電場(chǎng)強(qiáng)度與其介電常數(shù)成反比。由此可見(jiàn)，在直流電壓下，應(yīng)該把電氣強(qiáng)度高、電導(dǎo)率大的材料用在電場(chǎng)最強(qiáng)的地方；而在工頻交流電壓下，應(yīng)該把電氣強(qiáng)度高、介電常數(shù)大的材料用在電場(chǎng)最強(qiáng)的地方。

    將多種介質(zhì)進(jìn)行組合應(yīng)用時(shí)，還應(yīng)注意一個(gè)重要的原則，那就是使它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行互補(bǔ)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，相輔相成。

    但是，實(shí)際的絕緣結(jié)構(gòu)往往是很復(fù)雜的，上述各項(xiàng)原則常難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)，例如在以浸漬紙作為絕緣的電纜中，電纜紙的介電常數(shù)和電氣強(qiáng)度都大于礦物油浸漬劑，但在交流電壓的作用下，紙層中分到的電場(chǎng)強(qiáng)度反而小于油層中的電場(chǎng)強(qiáng)度，因而是不合理和不利的，但因浸漬處理能消除紙中的空隙、氣泡等，所以必須采用這樣的工藝措施。相反地，在直流電壓作用下，由于這時(shí)的電壓分布取決于介質(zhì)的電導(dǎo)率(為反比關(guān)系)，紙的電導(dǎo)率遠(yuǎn)小于油的電導(dǎo)率，因而電氣強(qiáng)度較大的紙層分擔(dān)的電場(chǎng)強(qiáng)度也較大，這顯然是合理和有利的電壓分布狀況。

    還應(yīng)指出，在組合絕緣結(jié)構(gòu)中，各部分的溫度可能有較大的差異，所以在探討組合絕緣中的電壓分布問(wèn)題時(shí)，還必須注意溫度差異對(duì)各種絕緣材料電氣特性和電壓分布的影響。

(慧樸科技，huiputech)