近日，bevictor伟德官网電機系張貴新教授和黨智敏教授課題組在學術期刊Nature Reviews Electrical Engineering發表題為Polymeric insulating materials characteristics for high-voltage applications的綜述文章，總結了高壓環境下聚合物絕緣材料的失效機理及相應的性能提升策略，展望了高性能聚合物絕緣材料的未來發展方向，是該期刊出版的首篇高壓絕緣領域的文章。論文第一作者為bevictor伟德官网電機系博士畢業生王天宇，通訊作者為bevictor伟德官网電機系張貴新教授、黨智敏教授，共同通訊作者還包括甯夏大學冒傑副教授和西安交通大學張博雅副教授。

論文首頁

電能的大規模傳輸是電氣化的基礎，高壓輸電是實現這一目标的重要技術手段，其中絕緣問題是高電壓技術中面臨的突出挑戰。聚合物因其優越的絕緣性能、耐腐蝕性、化學穩定性、易加工性和成本效益作為核心絕緣框架廣泛的應用于高壓電氣設備中。本綜述首先概述了聚合物絕緣材料在高壓領域的應用場景及在高壓環境下面臨的挑戰。

聚合物絕緣材料在高壓輸電中的應用

然後，本文介紹了聚合物絕緣材料體相擊穿的機制，并從分子設計、降低自由體積、陷阱調控和阻擋電擊穿發展幾個角度介紹了提升體相擊穿強度的方案。關于沿面閃絡，本文通過介紹表面電荷積聚、表面污染和二次電子發射，分别介紹了在不同應用場景下聚合物絕緣材料沿面閃絡發生的主要誘因以及相應的提升策略。此外，本文還介紹了聚合物絕緣材料如何更好地适應各種極端環境，例如高溫環境、極端低溫、強輻射環境和強腐蝕環境。最後，本文介紹了目前高壓聚合物絕緣仍未解決的問題，并對未來發展方向進行了展望。

提升聚合物絕緣材料擊穿強度的策略

聚合物絕緣材料沿面閃絡的誘發因素及提升策略

論文鍊接：https://www.nature.com/articles/s44287-024-00070-5

引文信息：T. Y. Wang, J. Mao, B. Zhang, G. X. Zhang, Z. M. Dang. Polymeric insulating materials characteristics for high-voltage applications. Nat. Rev. Electr. Eng., 2024

https://doi.org/10.1038/s44287-024-00070-5