电压高到一定程度,地球上根本没有绝缘体,甚至真空也能导电。没有绝对的绝缘体,只有不努力的电压! 你有没有想过,习以为常的闪电,其实是绝缘体在高压下屈服的瞬间?它蕴藏的能量足以点亮一座城市,其长度甚至能跨越美国三个州。而这股狂暴的力量,也启发了人类对电力输送的极致追求——特高压技术。 闪电的形成,源于大气中累积的电荷差,当电压差达到一定程度,原本绝缘的空气被击穿,瞬间成为导体,释放出耀眼的光芒和巨大的能量。 据统计,平均每次闪电释放的能量约为五十亿焦耳,相当于1400度电,足以驱动一辆电动汽车行驶数万公里。2020年,世界气象组织观测到一道长达768千米的超级闪电,横跨美国三个州,再次刷新了人们对闪电威力的认知。 闪电现象揭示了一个容易被忽视的事实:世界上没有绝对的绝缘体,只有扛不住电压的材料。 绝缘体并非完全不导电,只是导电能力很弱,电阻率很高。当电压足够高时,即使是空气、橡胶、陶瓷等常见的绝缘材料,也会被击穿,变成导体。 为了满足日益增长的电力需求,人类一直在探索更高效的电力输送方式,特高压输电技术应运而生。 特高压,顾名思义指的是电压等级极高的电力传输技术。根据中国标准,特高压交流电电压等级为1150千伏,直流电电压等级为800千伏。特高压输电技术的优势在于,可以大幅降低远距离输电过程中的能量损耗,实现电力资源的跨区域调配。 但特高压输电技术也面临着极大的挑战,其中最核心的问题就是绝缘。在如此高的电压下,传统的绝缘材料很难胜任,美国曾尝试使用强化陶瓷作为特高压变压器的绝缘材料,但这种方案存在致命缺陷,单个变压器的重量超过七千吨,且运输成本高昂,无法实际应用。 面对特高压技术带来的绝缘难题,中国科研人员另辟蹊径,找到了一种更轻便、高效的解决方案——特制绝缘纸。这种特制绝缘纸并非我们日常生活中见到的纸张,而是经过特殊工艺处理,具备优异的绝缘性能和机械强度的材料。 采用特制绝缘纸后,特高压变压器的重量大幅降低至五百吨左右,运输和安装难度大大降低,特制绝缘纸还具有易裁剪、可塑性强等优点,可以根据不同的元件形状进行加工,更便于制造复杂的电力设备。 特制绝缘纸的成功应用,是中国在基础科学研究和材料科学领域取得突破的缩影,它不仅解决了特高压输电技术中的关键难题,也体现了中国工程师的智慧和创造力。 中国幅员辽阔,能源资源和电力需求分布不均,为了解决这一问题,中国自上世纪九十年代开始,就投入了大量人力物力进行特高压输电技术的研发。 经过多年的努力,中国成功突破了特高压输电技术的多项关键技术瓶颈,建成了世界上规模最大、技术领先的特高压输电网络。 从闪电击穿空气的壮观景象,到中国特高压技术引领世界潮流,人类对电力的探索从未止步。而在这条充满挑战的道路上,中国必将继续发挥自身优势,为世界能源发展贡献更多“中国智慧”和“中国方案”。 信息来源:《没有人比我更懂电流,今天带你重新认识电流》人民资讯