《表3 不同电场调控手段综合评价》

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《气体绝缘直流设备气固界面电场分布特性与调控方法研究进展》

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目前国内外研究人员提出了诸多气体绝缘直流设备电场调控策略，但都存在一定的局限性，导致难以投入工业应用。非线性复合材料具有随外施电场而变化的电导率，其自适应特性能够在一定范围内“智能”调控气体绝缘直流输电管道内气固界面稳态与暂态电场分布。但是非线性复合材料的机械性能和气固相容性仍需进一步探索，非线性参数也需要进一步优化以最大限度的利用材料的绝缘裕度。此外，由于高浓度的半导电颗粒掺杂，导致绝缘子电导率增加，泄漏电流增大。功能梯度材料是通过人为设计介电常数和电导率的空间分布实现交、直流运行工况下的强制均压效果，常见手段有离心、3D打印和梯度涂覆等。虽然这些手段在电场均化和闪络抑制方面都表现良好，但是在工业生产方面面临着工艺过程复杂、原材料受限、参数难以调控和成本过高等问题，未来的工作应该集中于解决工艺难度和介电参数分布的合理性。作者提出表面功能梯度材料的概念，通过调控绝缘子表面介电参数分布来达到调控电场分布的目的，这种方法的优点是工艺简单，在已有绝缘子生产工艺的基础上附加一道表面处理程序即可实现，相比于其他措施大大降低了工业化成本。多种表面改性技术已经证明可以提高环氧树脂绝缘子的沿面闪络电压，分析其原因发现主要为表面电导以及表面电荷的调控所致，最终实现了气固界面电场分布更加合理。但是表面改性技术存在老化失效问题，如何解决表面改性的时效以及涂层的界面结合性能是未来工作的重点。表3对不同文献报道中电场调控方法的电场均化和闪络电压提升效果进行了汇总，考虑到不同文献实验环境、电压波形和绝缘子模型均存在差异，在表格末列附加了定性评价。