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摘要：高电压与绝缘技术专业是一级学科电气工程专业下的二级学科， 该学科主要研究高电压与绝缘的理论、测试技术、绝缘结构、过电压及其防护技术，以及它们在电力工业及新兴科学技术中的应用，对电气工程 学科的发展和社会进步具有官方的影响和巨大的作用。高电压与绝缘技术”学科其主要研究方向为：电力系统过电压与绝缘配合，电力系统接地技术，电力设备绝缘技术与绝缘材料，气体放电理论及其应用，电力设备在线监测与状态维修，高电压新技术（脉冲功率技术，等离子体应用等等）。
关键词：高电压绝缘技术绝缘材料电力系统
中图分类号：TM8文献标识码：A 文章编号：
随着电力工业的发展，用电量上升，输电距离增长，电力系统的最高电压等级逐步提高。随着电压等级的提高，电气设备的的最高电压等级逐步提高。随着电压等级的提高，电气设备的绝缘的问题越来越突出。
电力系统的安全问题
电力设备的电压等级越高，其安全对电力系统的影响越大越大
绝缘的经济性问题
工作电压越高，花费在绝缘上的费用在设备成本中所占的比例将越大、设备的体积及质量也越大；如不采用新的技术，甚至有时将无法构成设备绝缘。用新的技术，甚至有时将无法构成设备绝缘。
对较低电压等级的电力设备，也有研究绝缘问题，从而减少设备体积，提高设备安全性的需要。
一、研究方向：
高电压与绝缘技术专业的研究方向主要有：
01电力系统过电压及其保护
02电力系统电磁暂态仿真技术
03脉冲功率技术及应用
04智能化新型电力设备
05气体放电与气体绝缘技术
06电力设备在线监测、故障诊断、状态评估技术
07数字测量及数字信号处理在高电压中的应用
08高电压测试新技术
09高压绝缘结构及其优化
10电介质理论及应用
12电介质材料破坏机理及性能提高
13纳米电介质结构、性能及其应用技术
14电气绝缘测绘技术
15电力设备在线监测及绝缘诊断
16电力设备现场绝缘诊断技术
17电力设备结构优化及测试新技术
18电气功能材料与器件及测试技术
19光电介质材料与器件
20敏感材料及传感器
21铁电材料的研究
22空间环境绝缘测试及应用技术
23电磁环境生物效应及应用
24风力发电与高速电力机车；变频电机绝缘技术
25高电压大电流技术及自动化
26城市能源合理优化配置
二、气体中的绝缘
在气体间隙中形成一条导电性很高的通道，气体失去了绝缘能力，气体这种由绝缘状态突变为良好导电状态的过程，称为击穿。反之，就可以取得绝缘的效果。
三、液体介质的击穿
对液体的击穿可分为两种情况。对于纯净的介质，其击穿强度很高。在高电场下发生击穿的机理有各种理论，主要分为电击穿理论和气泡击穿理论，前者以液体分子由电子碰撞而发生游离为前提条件，后者则认为液体分子由电子碰撞而发生气泡，或在电场作用下因其他原因发生气泡，由气泡内气体放电而引起液体介质的热击穿。
四、固体介质的击穿
固体介质的击穿电压与外施电压作用长短有密切关系，其击穿电压随电压作用时间的缩短而迅速上升到其上限——固有击穿电压。固体介质一旦击穿后，便喪失了绝缘性能，有了固有导电通道，即使去掉外施电压，也不像气体、液体介质那样能自己恢复绝缘性能，固体介质这类绝缘称为非自恢复绝缘。 固体介质的击穿可分为电击穿、热击穿、电化学击穿。
（1）电击穿在强电场作用下，介质内的少量自由电子得到加速，产生游离碰撞，使介质中带电质点数目增多，导致击穿，这种击穿称为电击穿。其特点是：击穿过程极短，为10-6~10-8s；击穿电压高，介质温度不高；击穿场强与电场均匀程度关系密切，与周围环境温度无关。
（2）热击穿 当固体介质受到电压作用时，由于介质中发生损耗引起发热。当单位时间内介质发出的热量大于发散的热量时，介质的温度升高。而介质具有负的温度系数，这就使电流进一步增大，损耗发热也随之增大，最后温度过高导致绝缘性能完全丧失，介质即被击穿。这种与热过程相关的击穿称为热击穿当绝缘原来存在局部缺陷时，则该出损耗增大，温度升高，击穿就易发生在这种绝缘局部弱点出。热击穿的特点是：击穿与环境有关，与电压作用时间有关，与电源频率有关，还与周围媒介的热导、散热条件及介质本身导热系数、损耗、厚度等有关。击穿需要较长时间，击穿电压较低。
（3）电化学击穿 电气设备在运行了很长时间后（数十小时甚至数年），运行中绝缘受到电、热、化学、机械力作用，绝缘性能逐渐变坏，这一过程是不可逆的，称此过程为老化。使介质发生老化的原因是：局部过热高电压下由于电极边缘、电极和绝缘接触处的气隙或者绝缘内部存在的气泡等处发生局部放电，放电过程中形成的氧化氮、臭氧对绝缘产生腐蚀作用；同时，游离产生的带电质点也将碰撞绝缘，造成破坏作用，这种作用对有机绝缘材料（如纸、布、漆、油等）特别严重；局部放电产生时，由于热的作用还会使局部电导和损耗增加，甚至引起局部烧焦现象；或介质不均匀及电场边缘场强集中引起局部过电压。以上过程可能同时作用于介质，导致绝缘性能下降，以致绝缘在工作电压下或短时过电压下发生击穿，称此击穿为电化学击穿。
四、绝缘试验
电气设备必须在长年使用中保持高度的可靠性，为此必须对设备按设计的规格进行各种试验。在制造厂有：对所用的原料的试验，制造过程的中间试验，产品定型及出厂试验；在使用场合有：安装后的交接试验，使用中的维护运行安全而进行的绝缘预防性试验等。通过试验，掌握电气设备绝缘情况，可保证产品质量或及早发现其缺陷，从而进行相应的维护与检修，以保证设备的正常运行。 绝缘试验可分为绝缘特性试验和绝缘耐压试验两大类：第一类绝缘特性试验或称非破坏性试验，是指在较低的电压下或是用其他不会损伤绝缘的办法，来测量绝缘的特性，从而判断绝缘内部有无缺陷。第二类是绝缘耐压试验或称破坏性试验，这类试验对绝缘设备的考验是严格的，特别是能揭露那些危险性较大的集中性缺陷，它能保证绝缘有一定的水平或裕度，缺点是可能会在耐压试验时给绝缘造成一定的损伤
五、结论
总之高压对电力系统存在着利与弊，怎样去利用应当引起人们的重视，只有深入了解和研究绝缘的特性和特点才能有效的应对，从实际出发，因地制宜，综合治理。在采取改进措施之前，要认真调查分析，充分了解地理、气象及线路运行等各方面的情况研究采用措施的可行性、工作量、难度、经济效益及效果等。
参考文献：
《高电压绝缘》朱德恒 严璋 著清华大学出版社
《高电压与绝缘技术》[日]小崎正光 著科学出版社
《高电压技术》杨保初 刘晓波 戴玉松 著重庆大学出版社
《电气工程概论》范瑜 著高等教育出版社
关键词：高电压绝缘技术绝缘材料电力系统
中图分类号：TM8文献标识码：A 文章编号：
随着电力工业的发展，用电量上升，输电距离增长，电力系统的最高电压等级逐步提高。随着电压等级的提高，电气设备的的最高电压等级逐步提高。随着电压等级的提高，电气设备的绝缘的问题越来越突出。
电力系统的安全问题
电力设备的电压等级越高，其安全对电力系统的影响越大越大
绝缘的经济性问题
工作电压越高，花费在绝缘上的费用在设备成本中所占的比例将越大、设备的体积及质量也越大；如不采用新的技术，甚至有时将无法构成设备绝缘。用新的技术，甚至有时将无法构成设备绝缘。
对较低电压等级的电力设备，也有研究绝缘问题，从而减少设备体积，提高设备安全性的需要。
一、研究方向：
高电压与绝缘技术专业的研究方向主要有：
01电力系统过电压及其保护
02电力系统电磁暂态仿真技术
03脉冲功率技术及应用
04智能化新型电力设备
05气体放电与气体绝缘技术
06电力设备在线监测、故障诊断、状态评估技术
07数字测量及数字信号处理在高电压中的应用
08高电压测试新技术
09高压绝缘结构及其优化
10电介质理论及应用
12电介质材料破坏机理及性能提高
13纳米电介质结构、性能及其应用技术
14电气绝缘测绘技术
15电力设备在线监测及绝缘诊断
16电力设备现场绝缘诊断技术
17电力设备结构优化及测试新技术
18电气功能材料与器件及测试技术
19光电介质材料与器件
20敏感材料及传感器
21铁电材料的研究
22空间环境绝缘测试及应用技术
23电磁环境生物效应及应用
24风力发电与高速电力机车；变频电机绝缘技术
25高电压大电流技术及自动化
26城市能源合理优化配置
二、气体中的绝缘
在气体间隙中形成一条导电性很高的通道，气体失去了绝缘能力，气体这种由绝缘状态突变为良好导电状态的过程，称为击穿。反之，就可以取得绝缘的效果。
三、液体介质的击穿
对液体的击穿可分为两种情况。对于纯净的介质，其击穿强度很高。在高电场下发生击穿的机理有各种理论，主要分为电击穿理论和气泡击穿理论，前者以液体分子由电子碰撞而发生游离为前提条件，后者则认为液体分子由电子碰撞而发生气泡，或在电场作用下因其他原因发生气泡，由气泡内气体放电而引起液体介质的热击穿。
四、固体介质的击穿
固体介质的击穿电压与外施电压作用长短有密切关系，其击穿电压随电压作用时间的缩短而迅速上升到其上限——固有击穿电压。固体介质一旦击穿后，便喪失了绝缘性能，有了固有导电通道，即使去掉外施电压，也不像气体、液体介质那样能自己恢复绝缘性能，固体介质这类绝缘称为非自恢复绝缘。 固体介质的击穿可分为电击穿、热击穿、电化学击穿。
（1）电击穿在强电场作用下，介质内的少量自由电子得到加速，产生游离碰撞，使介质中带电质点数目增多，导致击穿，这种击穿称为电击穿。其特点是：击穿过程极短，为10-6~10-8s；击穿电压高，介质温度不高；击穿场强与电场均匀程度关系密切，与周围环境温度无关。
（2）热击穿 当固体介质受到电压作用时，由于介质中发生损耗引起发热。当单位时间内介质发出的热量大于发散的热量时，介质的温度升高。而介质具有负的温度系数，这就使电流进一步增大，损耗发热也随之增大，最后温度过高导致绝缘性能完全丧失，介质即被击穿。这种与热过程相关的击穿称为热击穿当绝缘原来存在局部缺陷时，则该出损耗增大，温度升高，击穿就易发生在这种绝缘局部弱点出。热击穿的特点是：击穿与环境有关，与电压作用时间有关，与电源频率有关，还与周围媒介的热导、散热条件及介质本身导热系数、损耗、厚度等有关。击穿需要较长时间，击穿电压较低。
（3）电化学击穿 电气设备在运行了很长时间后（数十小时甚至数年），运行中绝缘受到电、热、化学、机械力作用，绝缘性能逐渐变坏，这一过程是不可逆的，称此过程为老化。使介质发生老化的原因是：局部过热高电压下由于电极边缘、电极和绝缘接触处的气隙或者绝缘内部存在的气泡等处发生局部放电，放电过程中形成的氧化氮、臭氧对绝缘产生腐蚀作用；同时，游离产生的带电质点也将碰撞绝缘，造成破坏作用，这种作用对有机绝缘材料（如纸、布、漆、油等）特别严重；局部放电产生时，由于热的作用还会使局部电导和损耗增加，甚至引起局部烧焦现象；或介质不均匀及电场边缘场强集中引起局部过电压。以上过程可能同时作用于介质，导致绝缘性能下降，以致绝缘在工作电压下或短时过电压下发生击穿，称此击穿为电化学击穿。
四、绝缘试验
电气设备必须在长年使用中保持高度的可靠性，为此必须对设备按设计的规格进行各种试验。在制造厂有：对所用的原料的试验，制造过程的中间试验，产品定型及出厂试验；在使用场合有：安装后的交接试验，使用中的维护运行安全而进行的绝缘预防性试验等。通过试验，掌握电气设备绝缘情况，可保证产品质量或及早发现其缺陷，从而进行相应的维护与检修，以保证设备的正常运行。 绝缘试验可分为绝缘特性试验和绝缘耐压试验两大类：第一类绝缘特性试验或称非破坏性试验，是指在较低的电压下或是用其他不会损伤绝缘的办法，来测量绝缘的特性，从而判断绝缘内部有无缺陷。第二类是绝缘耐压试验或称破坏性试验，这类试验对绝缘设备的考验是严格的，特别是能揭露那些危险性较大的集中性缺陷，它能保证绝缘有一定的水平或裕度，缺点是可能会在耐压试验时给绝缘造成一定的损伤
五、结论
总之高压对电力系统存在着利与弊，怎样去利用应当引起人们的重视，只有深入了解和研究绝缘的特性和特点才能有效的应对，从实际出发，因地制宜，综合治理。在采取改进措施之前，要认真调查分析，充分了解地理、气象及线路运行等各方面的情况研究采用措施的可行性、工作量、难度、经济效益及效果等。
参考文献：
《高电压绝缘》朱德恒 严璋 著清华大学出版社
《高电压与绝缘技术》[日]小崎正光 著科学出版社
《高电压技术》杨保初 刘晓波 戴玉松 著重庆大学出版社
《电气工程概论》范瑜 著高等教育出版社