绝缘材料击穿电压研究所存在的问题

绝缘特性研究所存在的问题

1、击穿机理不清晰

对聚合物的动态击穿过程仍缺乏深入认知，目前大部分学者仍是针对击穿前后的聚合物状态进行研究，击穿瞬间的空间电荷、电导、陷阱以及自由体积等各项参数的变化及其相互间的耦合关系仍需要进一步探索，且各项参数与绝缘击穿电压仍停留在定性分析阶段，如何从定性分析转向定量分析，是学者们需要关注的重点问题。

2、反映绝缘特性的表征手段不足

如何准确表征在复杂环境下绝缘材料特征参数，如击穿瞬间聚合物本征参数的变化，也是学者们需要解决的关键科学问题。目前关于聚合物的一些重要参数，如陷阱、空间电荷等的传统测试手段已经不能满足学者们的研究需求，在不同温度、不同应力，甚至在电力设备运行中实现对各参数的准确测试与表征，是制约我们深入研究聚合物击穿机制的一大难题。

3、缺乏在特殊工况下的应用研究

目前，研究者们对聚合物绝缘击穿电压的研究大多集中于本征特性，缺乏对外部因素如高温、高湿度、高盐雾以及机械作用力等复杂工况的考量，以至于新型材料始终停留在实验室阶段，得不到大范围推广。电力设备在运行过程中往往会受到复杂的环境作用力，如何在环境与内部因素协同作用下，实现绝缘强度的稳定提升仍需要进一步深入研究。

4、结论与展望

通过对上述研究现状的分析，目前新型强绝缘聚酰亚胺复合电介质材料的研究工作已取得了很大进展，但大部分仍以牺牲某种性能为代价，无法做到在平衡各方面性能的同时强化其绝缘特性，距离实际应用仍有一定差距。尤其是新型电力系统的建设需要高比例新能源的接入，部分电气设备需要在高海拔地区、海洋地区以及沙漠地区等特殊环境下运行，承受恶劣的环境应力。另一方面，大量电力电子器件和大规模储能装置的接入也使得电气设备的运行工况愈加复杂，对高压电气设备的绝缘系统提出了更高的要求。因此，笔者认为，未来新型强绝缘聚酰亚胺电介质材料的发展需要重点关注以下几点：

1）继续加强对聚合物击穿机制的探索，在现有理论基础上，考虑复杂工况叠加的影响，完善不同场景下的击穿模型。

2）重视数值计算与实验相结合，通过分子模拟可先行得出分子链介电、导热等信息；通过有限元仿真则可计算出电场、热场分布，以模拟仿真指导实验，可节省大量时间与经济成本，且更有助于我们对聚合物微观参数的理解。

3）开发环境友好型聚酰亚胺电介质材料，保证强绝缘的同时实现材料的自修复、可回收性能。

4）加强对聚酰亚胺电介质材料长期环境耐受性、老化性能的研究，探明其在多物理场下的劣化机制，可有利于新型聚酰亚胺电介质材料的大范围推广应用。