电力电子设备中的电气绝缘问题

沈美玲

南京磐能电力科技股份有限公司 江苏省 210000

摘 要：新时代电力电子技术时建设未来能源互联网与智能电网的关键基础，将电力电子体系引进逆变与整流流程后，电气设施绝缘极易受到含有谐波电压与高频的不良影响而加快老化。但是，正弦电压条件下电气设施绝缘体系监测与评估技术已没办法满足现阶段电力电气设施。本论文全面分析变频电机绝缘体系的老化情况与放电工作原理，并提出有关试验需在模拟热、电与环境等应力背景下实施。

关键词：电力电子；变频电机；绝缘老化；局部放电

1基础电力电子元件

各类型电力电子设施均是通过基础性电子元件所组合而成，因此，基础电力电子元件是整个电力相关行业发展的关键所在，比如：发电厂、高新技术行业及新能源行业等。若想处理电力电子设备设施绝缘的问题，则需要在基础电力电子元件选材时做出正确改变。现阶段一般选择聚酰亚胺薄膜来对基础性电力电子元件材料，可起到绝缘效果。不过虽聚酰亚胺自身的使用气温范围能在-200°--400°中波动，不过其实际绝缘效果会因为气温的升高或是降低而产生改变，如果把其运用于某项高危行业，则极可能会因为少许失误而导致生命财产安全的损失。因此，在国民日常生活生产需求不断增加条件下，聚酰亚胺已无法完全使用及满足，这就意味着姑妈依旧需对相关内容进行不断研究与分析，找到一种更为稳定的绝缘材料来保证基础性电力电子元件的绝缘性能，以此来促进更多行业获得发展与进步。

2电力传输

2.1换流变压器

在进行超高压直流输电项目过程中，换流变压器是不可或缺的关键设备设施，其直接关系着电力项目的稳定运转与经济利益，已广泛运用与电力项目工程中。在进行直流输电项目中，换流站是其中至关重要的内容。而换流变压器的绝缘性可直接决定换流站的故障产生几率，因此，换流变压器绝缘性的好坏是直流输电项目施工前需处理的关键问题。换流变压器的绝缘性主要展示与其绝缘材料上，比如：变压器油与绝缘纸等。在测试换流变压器绝缘性期间，需对其进行全方位思考，比如：工作环境气温的提升会改变介质的电阻率，进而转变换流变压器内部的电离子分布状况，最后直接影响着换流变压器的绝缘性能。不过需关注一点：气温的不一致会改变换流变压器的绝缘性，不过这种转变不是逐步增加或是逐步减少，而是受到其他因素的影响产生没规律的变化，例如：换流变压器的极性。因此，在研究换流变压器绝缘性期间，需从空间电荷极性与各类运转条件下绝缘材料出现不同情况等环节进行探讨，从而有效提升换流变压器的绝缘水平。

2.2电力电子变压器

1970年，电力电子变压器理念被人们所提出，且开始对其性能进行探索。此时，其被提出的主要因素在于可有效降低电力机车上低频变压器的重量。伴随着科技的飞速发展，人们对电力电子技术的探索有了质的飞跃。不过随着人们日趋正价的用电要求使得电力电子技术研究不可一层不变，促进电力电子变压器的发展，其经济利益也日益显著。因为电力电子变压器使用环境比较严格，因此对其制作材料提出极为严格的要求。尤其是绝缘材料，其是否可承受住严苛的工作环境将成为电力电子变压器能否获得发展进步的核心关键。就现阶段的研究趋势而言，测试电力电子变压器的主要目的在于测试其是否可在特定频率与电压下缓和绝缘体系的老化与其可以承受的电热能顶点。通过诸多信息数据表明：电力电子变压器在高能量密度条件下，会加大绝缘材料的导电率，从而直接影响到其使用成效。其次，各种频率下绝缘体老化的速度也发生改变，其性能也会受到各种影响，其中高频率电压所造成的影响最大。因此，未来电力电子变压器的研究方向需往其绝缘体系老化方向进行分析，并从其中找到老化的相关规则，找到相关的处理对策。

3电力负荷

3.1电动飞机

电动飞机突破了过去的内燃机，其是通过依赖电力体系来实现飞行作业的飞机，其具备节能环保、效率高与养护简易等诸多优势，在人们航空航天行业已获得广泛运用。虽电力飞机具备智能化与新时代的诸多优点，不过其绝缘问题依旧阻碍着其发展的重要原因之一。电动飞机的工作环境一般在海拔近万米的高空中，在这种特殊与极端的背景下，存在着许多不稳定因素。比如：大气层中电压离子的不可靠性、高空中气温较低造成雨水凝结等因素。在该背景下对电动飞机的绝缘性能提出更为严格的要求，既需要绝缘表明可以承受大气中不稳定的电压，其还需在气温较低的背景下依然可正常作业。为此，需反复对电动飞机绝缘的稳定性能进行实验，特别是对局部放电的检测。自取测试期间需模拟出高空气温的环境，便于保障电动飞机在极端背景下依然可正常工作。

3.2变频电机

在一定条件下，可以百分之百的额定负载在10%-100%额定速度范围内持续运行，气温上升区间在电机可控制范围内的电机叫做变频电机，其借助自身的节能、结构简易与环境适应力高等优势，在现阶段的电力项目中运用较为管饭，给人们的生活生产带来很大的便捷性。不过受到现阶段的科学技术，变频电机在使用期间，其绝缘问题依然是一项无法获得完美解决的核心问题。比如：现阶段高铁中运用的高压变频电机虽已可以替代交流牵引电机实现电力输送，不过其绝缘体系依旧会受到高频电压的影响而增加损耗，既缩短绝缘体系的使用年限，还会降低绝缘体系的性能，给高铁运行带来许多安全隐忧。国内相关科研工作人员对该情况做出相关的测试与探讨，诸多研究结果表明造成变频电机绝缘问题的主要因素在于局部放电、气温骤升与介质损耗等。

3.3新能源汽车

现阶段科学技术发展与坚持可持续发展衍生出新能源汽车，以电能当做核心能源的电动汽车，是新能源汽车的一环节。在新能源汽车中，尤其是纯电动汽车，均会选择蓄电池当做汽车能源的一部分，给汽车提供行驶的能源。因此电力电子设备性能的好坏直接关系着新能源汽车使用的体验度与安全性。对于新能源汽车动力结构，依旧会由于气温较高而造成电力电子设备绝缘性能减少的情况，其次，新能源车主不规范刑事车辆带来的摩擦也是造成电力电子设备绝缘性能降低的原因之一。新能源汽车中电力体系一般附带着相应的腐蚀性，如果绝缘体系出现破坏就会直接对人们身体带来严重的威胁，因此改善新能源汽车内部电机体系绝缘性能显得尤为关键。现阶段人们对新能源汽车电机 绝缘性能的研究思维不够成熟，意味着人们在该行业的研究需不断进行改善与优化。

4 结束语

总的来说，现阶段科学技术飞速发展，促进电力电子技术的快速发展。若想全面满足人们日益增加的发展需求，未来电力电子设备需往高效化、智能化与便捷化方向发展，其运用领域也雨来月广泛，且其中存在的绝缘性能问题也终将获得科学的解决。

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