电工绝缘材料专题特约主编寄语｜2017年第16期《电工技术学报》

2017第四届轨道交通供电系统技术大会

会议由中国电工技术学会主办，将于2017年11月28日在北京铁道大厦召开，研讨电工科技最新研究成果对轨道交通供电领域所带来的革新影响和应用前景，推进协同创新。浏览会议详情和在线报名参会请长按识别二维码。

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本期专题特约主编，李盛涛教授，系西安交通大学电气工程学院常务副院长、电力设备电气绝缘国家重点实验室常务副主任

电工绝缘材料研究一直是电气工程领域的前沿基础课题。应第三代电网的发展要求，电力系统不断向智能化、可持续和绿色环保等方向发展。未来电网的高效性、高电压等级和复杂电压类型对先进电力设备中的绝缘材料和绝缘技术提出了更高的要求。

高性能电工绝缘材料是未来第三代电网发展必不可少的基础保障。除了具有传统绝缘性能外，高性能电工绝缘材料须具有更高的电气强度、更好的空间电荷特性、耐局部放电、耐电晕、耐热甚至热导性等优异性能，以满足实际复杂环境中电力设备的安全可靠运行要求。因此，就高性能电工绝缘材料的研究和开发，总结研究现状、提出关键问题以及展望未来发展，对第三代电网关键电力设备的发展具有重要的科学和工程意义。

依据未来电力设备的发展要求和其复杂的工作环境，传统的绝缘材料在特高压输电、柔性直流输电和特殊环境（高温、真空、辐射等）等方面的应用仍受到很大限制。虽然聚合物绝缘材料的制作工艺水平日臻完善，但是由于聚合物材料结构的复杂性，和对击穿、老化、空间电荷等介电现象的理论认识不足，导致传统电气绝缘材料绝缘性能趋于极限，难以满足第三代电网对绝缘材料性能提出的更高要求。

高性能绝缘材料的发展一方面是对传统绝缘材料进行改进，如研发高性能复合材料、梯度绝缘材料等；另一方面是开发新材料，如采用微观结构设计、分子合成等手段获得新型高性能绝缘材料。

本专题根据高性能绝缘材料的研究现状，结合国内外的研究热点，针对不同应用范围对绝缘材料的要求，发表了6篇综述文章。这些文章总结了电工绝缘材料的国内外研究现状，重点分析了现有研究存在的问题和挑战，指出了未来高性能绝缘材料发展的趋势。

论文《耐电晕耐电痕化绝缘材料研究进展》主要针对变频电机绝缘问题，阐述了绝缘结构设计和材料开发的重要性，分析了电晕老化和电痕老化的机理，总结了频率和温升对电晕和电痕老化的影响，指出在新材料研究方面，无机纳米复合改性是提高绝缘材料耐电晕和电痕老化的重要途径；论文还指出了未来耐电晕耐电痕化绝缘材料的发展方向和目标，如新方法、新理论和结构-性能的关联。耐高温聚合物电介质材料是未来电力设备小型化、轻量化、大容量化发展的关键。

论文《耐高温聚合物电介质材料的研究与应用进展》总结了耐高温聚合物电介质（HTPDs）材料基础与应用领域的研究进展，阐述了聚酰亚胺（Polyimide, PI）、聚醚酰亚胺（Polyetherimide,PEI）、聚酰胺酰亚胺（Polyamideimide, PAI）、聚醚醚酮（PEEK）等耐高温绝缘材料的研究现状，从分子结构设计与应用的角度指出了未来研究的问题和重要方向。

论文《聚合物纳米复合电介质的击穿性能》重点介绍了新型高性能纳米复合电介质的优异击穿性能和纳米改性机理；分析了纳米粒子含量、类型和表面改性等对击穿性能的影响；总结了大量的击穿数据，指出了界面区效应提高材料击穿性能的关键机理；分别论述了体击穿和沿面闪烙的变化机制，并提出了纳米掺杂同时改善体和表面电荷输运特性的机制；指出未来需要研究和开发第二代纳米复合电介质材料，以满足多种性能的提升和应用要求。

论文《新型高储能密度聚合物基绝缘材料》主要关注介电常数、电位移、击穿场强与储能密度之间的关系，研究了聚合物电介质和复合电介质材料的制备技术、加工工艺、微观/宏观机理分析和性能表征对储能的影响，指出高介电常数掺杂是提升储能密度的关键因素之一，突出了纳米粒子表面改性调控复合材料储能密度的重要作用。

论文《非线性均压材料设计理论与参数调控》针对介电常数和电导率的非线性调控进行论述，介绍了非线性电导材料（如氧化锌ZnO掺杂改性）的均压设计理论、制备工艺和参数调控等，指出了未来高性能非线性材料的发展方向，如人工控制填料排布、绝缘结构和材料的设计等。户外绝缘子的防冰、防污研究的重点是超疏水绝缘涂层的制备和性能表征。

论文《超疏水绝缘涂层制备与防冰、防污研究现状》介绍了二元微纳复合粗糙结构以及采用低表面能物质开发新能绝缘涂层的研究现状，包括浸润性、防冰-防污机理、有机硅、有机氟和烷烃、烯烃化合物超聚合物超疏水涂层等，指出未来新材料的发展重点是构建尺寸更小的纳米微结构或具有自我修复能力的超疏水涂层。

专题稿件均来自国内电气绝缘等相关领域的知名高校和科研院所。承蒙各位作者、审稿专家和电工技术学报编辑部等方面的大力支持，本专题得以顺利完成。专题论文适合于电工工程、材料以及工程类的研究者阅读，有助于发展不同应用条件下的各类关键设备。

目前，高性能电工绝缘材料的发展涉及的领域较广，未来研究的重点是分子结构设计和微观结构表征等，涉及化学、材料、电气、机械和能源等诸多专业知识，研究工作和工程应用仍面临很多的问题和困难。本专题因容量有限，重点介绍了主要高性能绝缘材料的研究结果和代表性工作，无法全面体现电工绝缘材料的所有最新进展和发展动向，敬请注意和谅解。

本专题的顺利完成离不开各位同行以及电工技术学报编委会和编辑部的工作。与各位专家的讨论极大地提升了专题文章的质量。从审稿专家到评审意见汇总，以及最后的定稿、修改和出版，编辑部始终认真负责。专题文章的出版期望能对广大研究人员有所启发和帮助。最后，衷心地感谢各位作者、审稿专家和编辑部的辛勤工作。