新材料在电气工程领域的应用

新材料在电气工程领域的应用
摘要：创新的推动力是科技进步，各行各业的高质量发展都离不开创新，电力工业更是如此。

在科学技术不断进步的今天，越来越多的节能，绿色的电子产品进入了电力行业。

这种新型的能源产品的大量应用，使得我国的电力工业得到了最大程度的改善，同时也使得电力系统的各项功能得到了极大的改善。

通过对物质的研究，我们可以了解到整个人类的发展历程，并且可以预见新的技术在电力工业中的应用。

关键词：新材料；电气工程；应用；电缆
一、我国电力行业可持续发展背景
随着我国经济的快速发展，我国的电力发电量和电力需求量逐年增加。

随着我国经济的快速发展，环境污染问题日益引起人们的重视；反对旧的方法，先污染后治理。

我国今后将逐步由高碳型发展向低碳型转变；以清洁、绿色能源为主的发展方式；本文认为，在经济高速发展的情况下，要解决电力供应、环保、节约能源的问题，不仅要解决电力、排污等方面的市场化交易机制，更要注重技术创新。

开发和使用新的能源，提高发电效率，提高能源使用效率。

要想降低污染，保护生态，就必须大力发展新的能源材料，并将其用于可再生能源的发电技术。

二、电气工程领域新能源的现状和存在的问题
2.1我国电气工程领域新能源现状
在新的技术和新的物质基础上，新的能量被称为“在新的技术和新的物质的支持下，发展和使用了新的可更新的能源。

目前，中国仍然是以煤和煤为主要能源的大国，煤的主要分布在西北和华北，而在东部则是煤的贫瘠和人口众多；电网的耗电比较密集，使得电网和电网的能量分配不平衡。

“西气东输”工程由新疆的塔里木轮南轮南三条输入线组成，即中亚线、中缅线、中俄线。

中国同样拥有大量的风能，发展了风能技术，但同时也面临着并网消纳困难、风机生产技术
不健全等问题。

在我国的太阳能应用中，太阳能热水器已占到了相当大的比重，并且发展势头很好，已经建成了许多示范型的光热发电场。

中国拥有大量的核电，是一种新型的、低碳的新能源。

据保守估计，该地区的地质轴线储量超过了两百万吨，是一种很有前景的新型能源，截止到2020，全国已建成19个核电站，18个在用核电站。

2.2电气工程领域新能源存在的问题
我国的各类资源储量虽多，居全球首位，但其庞大的人口基础，与发达国家的差距还是很大的，因此，人均拥有的资源并不丰富。

我国主要依靠燃煤和燃煤，造成了严重的环境问题。

目前，我国的光电行业在全球产能上位居第一，但是在国内的发展速度上，却出现了轻微的停顿。

就太阳能行业来说，由于各种硅片在生产过程中存在着对环保的问题，因此，我们还需寻求新的工艺路线和更好的替代品。

风力发电和太阳能发电都是区域性、季节性的，电力供给存在着不确定性；核电虽然是一种节能、节能的能源，但它的安全性和技术含量都很高，很多国家都在研发一种更为稳妥的核电站。

目前，我国的能源消费正处于一个不断发展的阶段，其发展趋势是“绿色、低碳”。

新的能源生产，必须要考虑到新的发电费用和电价，这需要综合考虑到新的电力系统的成本和系统的运行费用，而这一问题实质上就是原料与技术，因此必须持续开发新的原料，寻找更好的原料。

三、电气工程领域新材料的应用分析
3.1新型节能材料
3.1.1高导铝合金
在研制铝合金导电材料方面，古河电工、比瑞利、国家电网等都是世界知名的制造企业。

在2010~2015年5年内，国家电网公司研制了58.5%的 IACS中强度全铝合金节能线和62.5%的 IACS高导电性铝绞线。

3.1.2铜合金材料
在选用电器元件时，选用的主要因素是材料的用途，如导电、力学、防腐等。

电子元器件用的国际铜合金材料和它们的特点。

铝黄铜是同类型铜合金中成本最
低的一种，具有较高的强度、较高的硬度、机械性能和耐腐蚀性，因此是一种很好的室外应用材料。

铝-黄铜材料是制造传动件、结构件和支撑件等电子部件，其强度和抗蚀性都很高。

3.1.3磁性材料
在磁性材料方面，目前已知的主要材料有：硅钢、电力变压器、低磁钢等。

例如，日本生产的定向硅钢，其具有0.18毫米和0.20毫米的厚度，其磁感强度可以达到1.92 T以上，铁损率在0.6-0.85 W/kg之间，可以广泛应用于电力网。

国家电力公司也在生产0.27毫米和0.18毫米方向硅钢，目前在国际上的研究领域，已经走在了世界上最前列。

3.2新型电工绝缘材料
3.2.1蜡类新材料
新型的蜡它是一种新型的导电物质，它在电子行业中起到了很大的作用。

同时，也广泛应用于电子工程中，蜡油作为一种特殊的衍生产品，具有化学性质稳定、不具有腐蚀性、良好的包封性等优点。

该产品可作为一种涂层添加剂，在电线、光缆等方面具有良好的防护效果，并可改善其抗氧化性，并可延长其寿命。

目前，国内对乳化剂产品的开发已取得了重大成果，其应用前景非常广泛，为今后在电力工程中的新技术和新技术开辟了新的天地。

3.2.2半导电硅胶材料
半导体硅胶是一种将非金属物质添加到硅橡胶中的石墨；导电光纤等，保持了硅橡胶的固有的耐热、耐寒、耐候性，同时还具备很好的绝热和 EMI特性。

在GIS 绝热元件中，采用半导体硅胶材料制作的硅酮密封剂，于该绝热元件的金属片与环氧树脂接合部位进行粘接，形成一种新的绝热结构，其强度优于未经涂布的衬垫。

3.3纳米新材料
3.3.1二维碳纳米材料
石墨烯是二维碳纳米结构的一种，其结构是通过大量的碳分子密集地聚集在一起形成的，其导电性和优良的导热性；具有超高强度、比超级大、比其它任何物质都要大的特点。

石墨烯材料主要包括：石墨烯、铝基石墨烯、高分子石墨烯复合材料等。

石墨烯具有较高的导电性，可以有效地改善半导体屏蔽器的导电性、平滑性、最佳的电场均匀化效应以及增强线缆运行的安全与可靠，而且对于延长产品的使用年限也具有一定的正面作用。

除用于制造电线外，石墨烯还可以用于太阳能电池、储能等其他方面，提高有关装置的工作效率。

3.3.2氧化锌纳米材料
北京国家科学院的王中林，在纳米能量和体系研究所的主任，就是研究这种新型的奈米发生器。

在附图4中显示了氧化锌的奈米物质。

本文介绍了纳米氧化锌发电机、纳米摩擦发电机和纳米发电机三种类型。

特定的用途，比如，可以将一个纳米器放置在一个鞋里，一个行走就能发出光芒，或者一个GPS （GlobalPositioningSystem）来进行位置，并且可以被用来进行感应。

3.4复合材料
一般的复合物具有良好的绝热性能；耐腐蚀能力强，制造成本低，能够适应各种电力设备的负荷需求。

3.4.1玻璃钢
本发明涉及一种以玻璃纤维强化树脂为原料的新型复合材料，目前已经在750 V复合交叉塔架上得到了应用。

常规的全钢构件具有重量大、易腐蚀、易开裂等优点，而复合材料具有较低的造价、重量轻、易于成形、耐水性、耐腐蚀等优点，不仅能够通过结构、电气性能测试，而且还具有可循环再用的特点，是一种对环境无害的材料。

3.4.2工程塑料
工程塑胶已发展到国家的经济发展，国家的国防事业；建筑用塑胶是电力建设、科技进步、日常生活中不可或缺的重要材料。

在所有对人民生活有利的方面，工程塑胶也得到了广泛的运用。

例如复合，绝缘导线，配套配件，耐张线夹的楔，
绝缘子等。

这种复合材料具有成本低，制造工艺简单，易于掌握，投资少，经济效益好等特点，适宜于大规模的工业化生产，是电气设备材料领域的一次革新。

四、结束语
人与物质有着紧密的关系，物质对人类从愚昧到文明的发展起到了至关重要的作用。

材料是技术在特定工业中的重要载体，文章对四种新型的电气材料进行了分析，并对其在电力工业中的应用起到了促进作用。

通过对材料的研究，我们可以了解到整个人类的发展历程，并且可以预见，在今后的电力工业中，一定会有更多的新的材料，更好的材料，更好的产品，更好的产品，以推动电力工业的可持续发展与革新。

参考文献
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