电介质电导和损耗资料优秀PPT.ppt

电介介质的电导和损耗的电导和损耗电介质中的传导电流电介质中的传导电流电气传导电流概念：是表征单位时间内通过电气传导电流概念：是表征单位时间内通过某一某一 截面的电量截面的电量传导电流的组成：传导电流的组成：电介质中的传导电流含电介质中的传导电流含漏导电漏导电 流和位移电流两个重量流和位移电流两个重量漏导电流：由介质中自由的或联系弱的带电漏导电流：由介质中自由的或联系弱的带电质点质点 在电场作用下运动造成的在电场作用下运动造成的位移电流：由电介质极化造成的吸取电流位移电流：由电介质极化造成的吸取电流电介质电导电介质电导电介质电导电介质电导 充电电流充电电流充电电流充电电流 吸取电流（数分钟以上）吸取电流（数分钟以上）吸取电流（数分钟以上）吸取电流（数分钟以上）泄漏电流泄漏电流泄漏电流泄漏电流电介质中的电导是由于电介质的基本物质电介质中的电导是由于电介质的基本物质电介质中的电导是由于电介质的基本物质电介质中的电导是由于电介质的基本物质及其中所含杂质分子的化学分解或热离解形及其中所含杂质分子的化学分解或热离解形及其中所含杂质分子的化学分解或热离解形及其中所含杂质分子的化学分解或热离解形成带电质点成带电质点成带电质点成带电质点(电子、正离子、负离子电子、正离子、负离子电子、正离子、负离子电子、正离子、负离子)，沿电，沿电，沿电，沿电场方向移动而造成的。它是离子式的电导，场方向移动而造成的。它是离子式的电导，场方向移动而造成的。它是离子式的电导，场方向移动而造成的。它是离子式的电导，也就是电解式的电导。也就是电解式的电导。也就是电解式的电导。也就是电解式的电导。测量介质中电流的电路图测量介质中电流的电路图测量介质中电流的电路图测量介质中电流的电路图固体介质中的电流与时间的关系固体介质中的电流与时间的关系固体介质中的电流与时间的关系固体介质中的电流与时间的关系漏导电流密度漏导电流密度漏导电流密度漏导电流密度:可由迁移中的载流子密度可由迁移中的载流子密度可由迁移中的载流子密度可由迁移中的载流子密度n n n n及其迁移速及其迁移速及其迁移速及其迁移速 度度度度V V V Vd d d d获得获得获得获得式中式中式中式中E E E E为施加电场强度，为施加电场强度，为施加电场强度，为施加电场强度，e e e e为载流子的电荷量，为载流子的电荷量，为载流子的电荷量，为载流子的电荷量，为载流为载流为载流为载流子的迁移率子的迁移率子的迁移率子的迁移率漏导电导率和电阻率分别为漏导电导率和电阻率分别为电导率电导率电导率电导率：电阻率电阻率电阻率电阻率：电介质中电导特性划分电介质中电导特性划分 以载流子的性质划分，电导（这里指漏导，以以载流子的性质划分，电导（这里指漏导，以下无特殊说明均指漏导）可以分为电子性电导和下无特殊说明均指漏导）可以分为电子性电导和离子性电导。离子性电导。无论是何种电导类型，在低场强下电压无论是何种电导类型，在低场强下电压-电流电流的关系遵循欧姆定律。在高场强下的关系遵循欧姆定律。在高场强下 离子性电导离子性电导:电子性电导：依据电子在导带、价带、电子性电导：依据电子在导带、价带、电极和不纯物的状态之间的跳动方式的电极和不纯物的状态之间的跳动方式的不同可分为各种不同的电导过程。不同可分为各种不同的电导过程。其主要形式为能带模型、跳动模型、空其主要形式为能带模型、跳动模型、空间电荷制约电流模型、电子雪崩电流、间电荷制约电流模型、电子雪崩电流、光传导电流、场致放射电流等光传导电流、场致放射电流等电子性电导例一：电子性电导例一：Shottky Effect Shottky Effect当施加电场时，阻碍电子飞出金属的位垒高度因当施加电场时，阻碍电子飞出金属的位垒高度因电场的作用而使实际的位垒高度下降，导致由电电场的作用而使实际的位垒高度下降，导致由电极放射到介质导带的电子的增加，其结果是极放射到介质导带的电子的增加，其结果是 电子性电导例二：电子性电导例二：Poole-Frenkel EffectPoole-Frenkel Effect肖特基效应是电场的作用下实际位垒高度下降肖特基效应是电场的作用下实际位垒高度下降引起的电流的增加，而引起的电流的增加，而Poole-FrenkelPoole-Frenkel效应是电效应是电介质内部因电场的作用引起实际位垒高度下降，介质内部因电场的作用引起实际位垒高度下降，进而使得介质内部放射到导带上的电子增加，进而使得介质内部放射到导带上的电子增加，也即电流的增加，结果表现为也即电流的增加，结果表现为 电子性电导例三：电子性电导例三：电子性电导例三：电子性电导例三：Tunnel EffectTunnel EffectTunnel EffectTunnel Effect在电子获得的能量远大于位垒高度，而且薄膜厚度小在电子获得的能量远大于位垒高度，而且薄膜厚度小在电子获得的能量远大于位垒高度，而且薄膜厚度小在电子获得的能量远大于位垒高度，而且薄膜厚度小于数百于数百于数百于数百 时，电子象跨过隧道似的贯穿两金属电极间时，电子象跨过隧道似的贯穿两金属电极间时，电子象跨过隧道似的贯穿两金属电极间时，电子象跨过隧道似的贯穿两金属电极间的介质而引起两金属电极间的电流，产生隧道效应，的介质而引起两金属电极间的电流，产生隧道效应，的介质而引起两金属电极间的电流，产生隧道效应，的介质而引起两金属电极间的电流，产生隧道效应，此时此时此时此时之间的关系是斜率为负的直线关系。和其他电导之间的关系是斜率为负的直线关系。和其他电导之间的关系是斜率为负的直线关系。和其他电导之间的关系是斜率为负的直线关系。和其他电导过程不同，隧道效应电流与温度无关过程不同，隧道效应电流与温度无关过程不同，隧道效应电流与温度无关过程不同，隧道效应电流与温度无关ShottkyShottky和和Tunnel Tunnel EffectEffect是是电电极极放放射射限制电导的过程限制电导的过程而而Poole-Frenkel Poole-Frenkel EffectEffect则则是是体体积积放放射限制电导的过程射限制电导的过程 聚乙烯的电流聚乙烯的电流-时时间特性例：在温度间特性例：在温度高于室温旁边要达高于室温旁边要达到稳定的漏导电流到稳定的漏导电流须要几个小时的时须要几个小时的时间，在更低的温度间，在更低的温度下，即下，即2020时，电时，电流很难趋向稳定的流很难趋向稳定的漏导电流。漏导电流。所以通常的所以通常的1 min1 min绝缘电阻测量仅仅绝缘电阻测量仅仅是为了工程上的便是为了工程上的便利，事实上并没有利，事实上并没有物理意义，关于这物理意义，关于这一点必需留意。一点必需留意。一、气体电介质的电导：一、气体电介质的电导：气体中无吸取电流；气体中无吸取电流；气体离子的浓度约为气体离子的浓度约为50010005001000对对/cm2/cm2；分成三个区域分成三个区域分成三个区域分成三个区域区域区域区域区域1 1 1 1：E510E510E510E510-3-3-3-3 V/cm V/cm V/cm V/cm，电电电电流密度流密度流密度流密度j j j j随着随着随着随着E E E E增加而增加；增加而增加；增加而增加；增加而增加；区域区域区域区域2 2 2 2：当当当当E E E E进一步增大，进一步增大，进一步增大，进一步增大，j j j j趋趋趋趋向饱和；向饱和；向饱和；向饱和；以上两者的电阻率约以上两者的电阻率约以上两者的电阻率约以上两者的电阻率约1010101022222222 cmcmcmcm量级。量级。量级。量级。区域区域区域区域3 3 3 3：当场强超过当场强超过当场强超过当场强超过E E E E2 2 2 2101010103 3 3 3 V/cmV/cmV/cmV/cm时，气体电介质将发生碰时，气体电介质将发生碰时，气体电介质将发生碰时，气体电介质将发生碰撞电离，从而使气体电介质电撞电离，从而使气体电介质电撞电离，从而使气体电介质电撞电离，从而使气体电介质电导急剧增大导急剧增大导急剧增大导急剧增大气体电介质中的电流密度气体电介质中的电流密度气体电介质中的电流密度气体电介质中的电流密度场强特性场强特性场强特性场强特性二、液体电介质二、液体电介质二、液体电介质二、液体电介质 电导电导电导电导一是由液体本身的分子和杂质的分子解一是由液体本身的分子和杂质的分子解一是由液体本身的分子和杂质的分子解一是由液体本身的分子和杂质的分子解离成离子，构成离子电导；离成离子，构成离子电导；离成离子，构成离子电导；离成离子，构成离子电导；二是由液体中的胶体质点二是由液体中的胶体质点二是由液体中的胶体质点二是由液体中的胶体质点(如变压器油中如变压器油中如变压器油中如变压器油中悬浮的小水滴悬浮的小水滴悬浮的小水滴悬浮的小水滴)吸附电荷后，变成带电质吸附电荷后，变成带电质吸附电荷后，变成带电质吸附电荷后，变成带电质点，构成电泳电导。点，构成电泳电导。点，构成电泳电导。点，构成电泳电导。特点：特点：特点：特点：1 1、与纯净度有关、与纯净度有关、与纯净度有关、与纯净度有关:杂质越多，电导越大杂质越多，电导越大杂质越多，电导越大杂质越多，电导越大2 2、与介质分子的离解度有关、与介质分子的离解度有关、与介质分子的离解度有关、与介质分子的离解度有关:介电常数越大，电导越大介电常数越大，电导越大介电常数越大，电导越大介电常数越大，电导越大3 3、与温度有关、与温度有关、与温度有关、与温度有关温度上升液体电介质粘度降低，离子迁移率温度上升液体电介质粘度降低，离子迁移率温度上升液体电介质粘度降低，离子迁移率温度上升液体电介质粘度降低，离子迁移率增加，电导增大增加，电导增大增加，电导增大增加，电导增大温度上升液体电介质或离子的热离解度增加，温度上升液体电介质或离子的热离解度增加，温度上升液体电介质或离子的热离解度增加，温度上升液体电介质或离子的热离解度增加，电导增大电导增大电导增大电导增大 A A、B B 常数；常数；常数；常数；T T 确定温度确定温度确定温度确定温度 电导率电导率电导率电导率4 4、与电场强度有关、与电场强度有关、与电场强度有关、与电场强度有关:当场强到达确定程度后，电导将快速当场强到达确定程度后，电导将快速当场强到达确定程度后，电导将快速当场强到达确定程度后，电导将快速增大增大增大增大见表见表见表见表见图见图见图见图见图见图见图见图用三电极法测量介质的体积电阻率用三电极法测量介质的体积电阻率VV为为 式中式中S S为测量电极的面积，为测量电极的面积，d d为介质厚度，为介质厚度，RVRV由测量的漏导电流由测量的漏导电流igig及电压值确定，及电压值确定，RV=U/igRV=U/ig。那么介质的体积电导率。那么介质的体积电导率VV则则为为三、固体电介质的三、固体电介质的三、固体电介质的三、固体电介质的 体积电导体积电导体积电导体积电导离子电导：离子电导：离子电导：离子电导：带电粒子是离子，低电场电导区带电粒子是离子，低电场电导区带电粒子是离子，低电场电导区带电粒子是离子，低电场电导区 （介质的工作范围），以离子电导为主（介质的工作范围），以离子电导为主（介质的工作范围），以离子电导为主（介质的工作范围），以离子电导为主电子电导：电子电导：电子电导：电子电导：带电粒子是电子，高电场电导区，带电粒子是电子，高电场电导区，带电粒子是电子，高电场电导区，带电粒子是电子，高电场电导区，以电子电导为主以电子电导为主以电子电导为主以电子电导为主特点：特点：特点：特点：1 1、与温度有关，与液体类似、与温度有关，与液体类似、与温度有关，与液体类似、与温度有关，与液体类似2 2、与电场强度有关：当电场强度大于某确定值时、与电场强度有关：当电场强度大于某确定值时、与电场强度有关：当电场强度大于某确定值时、与电场强度有关：当电场强度大于某确定值时3 3、与杂质有关：、与杂质有关：、与杂质有关：、与杂质有关：合成高分子绝缘材料的催化剂、增塑剂、填料合成高分子绝缘材料的催化剂、增塑剂、填料合成高分子绝缘材料的催化剂、增塑剂、填料合成高分子绝缘材料的催化剂、增塑剂、填料 （以增大机械强度，改善耐弧性、耐热性等）；多孔性纤维材料（以增大机械强度，改善耐弧性、耐热性等）；多孔性纤维材料（以增大机械强度，改善耐弧性、耐热性等）；多孔性纤维材料（以增大机械强度，改善耐弧性、耐热性等）；多孔性纤维材料 易吸入水分等易吸入水分等易吸入水分等易吸入水分等 电导率与电场强度无关时的电导率电导率与电场强度无关时的电导率电导率与电场强度无关时的电导率电导率与电场强度无关时的电导率 电导率与电场强度无关时的最大电场强度电导率与电场强度无关时的最大电场强度电导率与电场强度无关时的最大电场强度电导率与电场强度无关时的最大电场强度 与材料性质有关的常数与材料性质有关的常数与材料性质有关的常数与材料性质有关的常数见图见图见图见图见表见表见表见表 由体积电阻率划分各种介质的结果由体积电阻率划分各种介质的结果导电状态导电状态导电状态导电状态超导体超导体超导体超导体导体导体导体导体半导体半导体半导体半导体绝缘体绝缘体绝缘体绝缘体电阻率电阻率电阻率电阻率cmcmcmcm10101010-6-6-6-610101010-2-2-2-210101010-2-2-2-2101010109 9 9 9101010109 9 9 91010101022222222介质介质介质介质金属金属金属金属无机、有无机、有无机、有无机、有机物机物机物机物无机、油、无机、油、无机、油、无机、油、有机有机有机有机单位单位介质的表面电阻率和电导率：介质的表面电阻率和电导率：l l代表两电极间距，代表两电极间距，b b代表电极长。实际测量时用平行电极存在极间场代表电极长。实际测量时用平行电极存在极间场强不匀整的问题需加爱护电极，或者用三电极法强不匀整的问题需加爱护电极，或者用三电极法上的同心圆环测量上的同心圆环测量四、固体电介质的表面电导四、固体电介质的表面电导四、固体电介质的表面电导四、固体电介质的表面电导 由附着于介质表面的水分和污秽引起由附着于介质表面的水分和污秽引起由附着于介质表面的水分和污秽引起由附着于介质表面的水分和污秽引起 特点：特点：特点：特点：1 1、与环境因素有关、与环境因素有关、与环境因素有关、与环境因素有关 2 2、与绝缘材料的憎水性有关、与绝缘材料的憎水性有关、与绝缘材料的憎水性有关、与绝缘材料的憎水性有关 3 3、与绝缘材料的性质有关、与绝缘材料的性质有关、与绝缘材料的性质有关、与绝缘材料的性质有关 如：如：如：如：电瓷能被水潮湿，但表面无脏物时，即使在潮电瓷能被水潮湿，但表面无脏物时，即使在潮电瓷能被水潮湿，但表面无脏物时，即使在潮电瓷能被水潮湿，但表面无脏物时，即使在潮湿环境仍能湿环境仍能湿环境仍能湿环境仍能 保持相当大的电阻率保持相当大的电阻率保持相当大的电阻率保持相当大的电阻率 大部分玻璃部分溶于水，但表面电阻较小，而大部分玻璃部分溶于水，但表面电阻较小，而大部分玻璃部分溶于水，但表面电阻较小，而大部分玻璃部分溶于水，但表面电阻较小，而且与温度关且与温度关且与温度关且与温度关 系较大系较大系较大系较大 多孔性纤维材料不仅表面电阻小，体积电阻也多孔性纤维材料不仅表面电阻小，体积电阻也多孔性纤维材料不仅表面电阻小，体积电阻也多孔性纤维材料不仅表面电阻小，体积电阻也小小小小见表见表见表见表探讨介质电导的意义探讨介质电导的意义探讨介质电导的意义探讨介质电导的意义 1 1 1 1、在绝缘预防性试验中，要测绝缘电阻和泄漏电流以推断绝、在绝缘预防性试验中，要测绝缘电阻和泄漏电流以推断绝、在绝缘预防性试验中，要测绝缘电阻和泄漏电流以推断绝、在绝缘预防性试验中，要测绝缘电阻和泄漏电流以推断绝缘是否受缘是否受缘是否受缘是否受 潮或有其它劣化现象。在试验中需留意将表面电导与体积潮或有其它劣化现象。在试验中需留意将表面电导与体积潮或有其它劣化现象。在试验中需留意将表面电导与体积潮或有其它劣化现象。在试验中需留意将表面电导与体积电导区分电导区分电导区分电导区分 开来。开来。开来。开来。2 2 2 2、串联的多层介质在直流电压下的稳态电压分布与各层的电、串联的多层介质在直流电压下的稳态电压分布与各层的电、串联的多层介质在直流电压下的稳态电压分布与各层的电、串联的多层介质在直流电压下的稳态电压分布与各层的电导成反比，导成反比，导成反比，导成反比，要合理选材要合理选材要合理选材要合理选材 直流电缆在运行时，由于芯线旁边的温度较铅层旁边处高，直流电缆在运行时，由于芯线旁边的温度较铅层旁边处高，直流电缆在运行时，由于芯线旁边的温度较铅层旁边处高，直流电缆在运行时，由于芯线旁边的温度较铅层旁边处高，所以芯所以芯所以芯所以芯 线旁边绝缘电阻下降会使该处场强下降，而其它部分的场线旁边绝缘电阻下降会使该处场强下降，而其它部分的场线旁边绝缘电阻下降会使该处场强下降，而其它部分的场线旁边绝缘电阻下降会使该处场强下降，而其它部分的场强将相应强将相应强将相应强将相应 增加，这种状况在设计时要充分予以留意。增加，这种状况在设计时要充分予以留意。增加，这种状况在设计时要充分予以留意。增加，这种状况在设计时要充分予以留意。3 3 3 3、设计绝缘结构时要考虑到环境条件，特殊是湿度的影响。、设计绝缘结构时要考虑到环境条件，特殊是湿度的影响。、设计绝缘结构时要考虑到环境条件，特殊是湿度的影响。、设计绝缘结构时要考虑到环境条件，特殊是湿度的影响。留意环境湿留意环境湿留意环境湿留意环境湿 度对固体介质表面电阻的影响，留意亲水性材料的表面防度对固体介质表面电阻的影响，留意亲水性材料的表面防度对固体介质表面电阻的影响，留意亲水性材料的表面防度对固体介质表面电阻的影响，留意亲水性材料的表面防水处理。水处理。水处理。水处理。4 4 4 4、某些能量较小的高压电源，应留意减小绝缘材料的表面泄、某些能量较小的高压电源，应留意减小绝缘材料的表面泄、某些能量较小的高压电源，应留意减小绝缘材料的表面泄、某些能量较小的高压电源，应留意减小绝缘材料的表面泄漏电流。漏电流。漏电流。漏电流。5 5 5 5、并不是全部状况下都希望绝缘电阻高，有些状况下要设法、并不是全部状况下都希望绝缘电阻高，有些状况下要设法、并不是全部状况下都希望绝缘电阻高，有些状况下要设法、并不是全部状况下都希望绝缘电阻高，有些状况下要设法减小绝缘减小绝缘减小绝缘减小绝缘 电阻值。如在高压套管法兰旁边涂上半导体釉，高压电机电阻值。如在高压套管法兰旁边涂上半导体釉，高压电机电阻值。如在高压套管法兰旁边涂上半导体釉，高压电机电阻值。如在高压套管法兰旁边涂上半导体釉，高压电机定子绕组定子绕组定子绕组定子绕组 出稽口部分涂半导体漆等，都是为出稽口部分涂半导体漆等，都是为出稽口部分涂半导体漆等，都是为出稽口部分涂半导体漆等，都是为 了改善电压分布，以消了改善电压分布，以消了改善电压分布，以消了改善电压分布，以消退电晕。退电晕。退电晕。退电晕。见图见图见图见图电介质损耗电介质损耗 真空和无损极化引起的电流密度真空和无损极化引起的电流密度真空和无损极化引起的电流密度真空和无损极化引起的电流密度 漏导引起的电流密度漏导引起的电流密度漏导引起的电流密度漏导引起的电流密度 有损极化引起的电流密度有损极化引起的电流密度有损极化引起的电流密度有损极化引起的电流密度损耗角正切：损耗角正切：损耗角正切：损耗角正切：单位体积介质中的损耗功率：单位体积介质中的损耗功率：单位体积介质中的损耗功率：单位体积介质中的损耗功率：含有匀整介质的平板电容器总损耗功率：含有匀整介质的平板电容器总损耗功率：含有匀整介质的平板电容器总损耗功率：含有匀整介质的平板电容器总损耗功率：因为：因为：因为：因为：所以：所以：所以：所以：电导损耗电导损耗电导损耗电导损耗极化损耗极化损耗极化损耗极化损耗包括包括包括包括匀整介质中总的有功损耗：匀整介质中总的有功损耗：匀整介质中总的有功损耗：匀整介质中总的有功损耗：1 1、气体电介质中的损耗、气体电介质中的损耗、气体电介质中的损耗、气体电介质中的损耗1 1 1 1、当场强不足以产生碰撞电离时气体中的损耗是由电导引起的，、当场强不足以产生碰撞电离时气体中的损耗是由电导引起的，、当场强不足以产生碰撞电离时气体中的损耗是由电导引起的，、当场强不足以产生碰撞电离时气体中的损耗是由电导引起的，损耗微小（损耗微小（损耗微小（损耗微小（10-810-810-810-8）2 2 2 2、当外施电压、当外施电压、当外施电压、当外施电压U U U U超过局放起始电压超过局放起始电压超过局放起始电压超过局放起始电压U0U0U0U0时，将发生局部放电，损耗急剧增加，时，将发生局部放电，损耗急剧增加，时，将发生局部放电，损耗急剧增加，时，将发生局部放电，损耗急剧增加，这在高压输这在高压输这在高压输这在高压输 电线上是常见的，称为电晕损耗。电线上是常见的，称为电晕损耗。电线上是常见的，称为电晕损耗。电线上是常见的，称为电晕损耗。2 2、液体电介质中的损耗、液体电介质中的损耗、液体电介质中的损耗、液体电介质中的损耗t t t tt1t1t1t1时：时：时：时：电导和极化损耗都很小，随着温度电导和极化损耗都很小，随着温度电导和极化损耗都很小，随着温度电导和极化损耗都很小，随着温度 的上升，极化损耗显著增加的上升，极化损耗显著增加的上升，极化损耗显著增加的上升，极化损耗显著增加t1t1t1t1t t t tt2:t2:t2:t2:由于分子热运动加快，阻碍极性分由于分子热运动加快，阻碍极性分由于分子热运动加快，阻碍极性分由于分子热运动加快，阻碍极性分 子的转向极化，极化损耗的减小比子的转向极化，极化损耗的减小比子的转向极化，极化损耗的减小比子的转向极化，极化损耗的减小比 电导损耗的增加更快电导损耗的增加更快电导损耗的增加更快电导损耗的增加更快t t t tt2t2t2t2时：时：时：时：电导损耗占主要部分电导损耗占主要部分电导损耗占主要部分电导损耗占主要部分非非非非极极极极性性性性或或或或弱弱弱弱极极极极性性性性电电电电介介介介质质质质损损损损耗耗耗耗很小，损耗主要由电导确定很小，损耗主要由电导确定很小，损耗主要由电导确定很小，损耗主要由电导确定损耗主要由电导确定损耗主要由电导确定损耗主要由电导确定损耗主要由电导确定1 1 1 1、损耗功率、损耗功率、损耗功率、损耗功率P P P P：当频率上升到确定值时，转向极化跟不上频率的：当频率上升到确定值时，转向极化跟不上频率的：当频率上升到确定值时，转向极化跟不上频率的：当频率上升到确定值时，转向极化跟不上频率的 变更，损耗功率趋于恒定变更，损耗功率趋于恒定变更，损耗功率趋于恒定变更，损耗功率趋于恒定2 2 2 2、介电常数、介电常数、介电常数、介电常数 ：当频率上升到确定值时，转向极化跟不上频率：当频率上升到确定值时，转向极化跟不上频率：当频率上升到确定值时，转向极化跟不上频率：当频率上升到确定值时，转向极化跟不上频率 的变更，介电常数也达到较低的稳定值的变更，介电常数也达到较低的稳定值的变更，介电常数也达到较低的稳定值的变更，介电常数也达到较低的稳定值3 3 3 3、损耗、损耗、损耗、损耗 ：当频率上升到确定值时，转向极化跟不上频率的：当频率上升到确定值时，转向极化跟不上频率的：当频率上升到确定值时，转向极化跟不上频率的：当频率上升到确定值时，转向极化跟不上频率的 变更，变更，变更，变更，与频率成反比地减小与频率成反比地减小与频率成反比地减小与频率成反比地减小tg p/f r3 3、固体电介质中的损耗、固体电介质中的损耗、固体电介质中的损耗、固体电介质中的损耗1 1 1 1、极性固体电介质包括：、极性固体电介质包括：、极性固体电介质包括：、极性固体电介质包括：纤维材料纤维材料纤维材料纤维材料纸、纤维板等结构不紧的材料纸、纤维板等结构不紧的材料纸、纤维板等结构不紧的材料纸、纤维板等结构不紧的材料 含有极性基的有机材料含有极性基的有机材料含有极性基的有机材料含有极性基的有机材料聚氯乙烯、有机玻璃、酚醛树脂、硬橡胶等聚氯乙烯、有机玻璃、酚醛树脂、硬橡胶等聚氯乙烯、有机玻璃、酚醛树脂、硬橡胶等聚氯乙烯、有机玻璃、酚醛树脂、硬橡胶等2 2 2 2、极性固体电介质的、极性固体电介质的、极性固体电介质的、极性固体电介质的 与温度、频率的关系和极性液体相似，其与温度、频率的关系和极性液体相似，其与温度、频率的关系和极性液体相似，其与温度、频率的关系和极性液体相似，其 值较值较值较值较 大，高频下更为严重，大，高频下更为严重，大，高频下更为严重，大，高频下更为严重，1 1 1 1、不匀整结构的电介质包括：、不匀整结构的电介质包括：、不匀整结构的电介质包括：、不匀整结构的电介质包括：电电电电机机机机绝绝绝绝缘缘缘缘中中中中用用用用的的的的云云云云母母母母制制制制品品品品(是是是是云云云云母母母母和和和和纸纸纸纸或或或或布布布布以以以以及及及及环环环环氧氧氧氧树树树树酯酯酯酯所所所所组组组组合合合合的的的的复合介质复合介质复合介质复合介质)被广泛运用的油浸纸、胶纸绝缘等。被广泛运用的油浸纸、胶纸绝缘等。被广泛运用的油浸纸、胶纸绝缘等。被广泛运用的油浸纸、胶纸绝缘等。2 2 2 2、不不不不匀匀匀匀整整整整结结结结构构构构的的的的电电电电介介介介质质质质的的的的 ：取取取取决决决决于于于于其其其其中中中中各各各各成成成成分分分分的的的的性性性性能能能能和和和和数数数数量量量量间间间间的的的的比例比例比例比例峰值可能由纸极化损耗引起峰值可能由纸极化损耗引起峰值可能由复合胶峰值可能由复合胶极化损耗引起极化损耗引起1 1、反映单位体积中的损耗，与绝缘体的体积大小无关、反映单位体积中的损耗，与绝缘体的体积大小无关、反映单位体积中的损耗，与绝缘体的体积大小无关、反映单位体积中的损耗，与绝缘体的体积大小无关 例例例例1 1：当试品绝缘有两种不同绝缘并联组成：当试品绝缘有两种不同绝缘并联组成：当试品绝缘有两种不同绝缘并联组成：当试品绝缘有两种不同绝缘并联组成 则：则：则：则：当当当当C2/CxC2/Cx越小，越小，越小，越小，C2C2中缺陷（中缺陷（中缺陷（中缺陷（增大）在测整体的增大）在测整体的增大）在测整体的增大）在测整体的 时越时越时越时越难发觉难发觉难发觉难发觉 解决方法是分解测量解决方法是分解测量解决方法是分解测量解决方法是分解测量 （如分别对变压器线圈和套管的（如分别对变压器线圈和套管的（如分别对变压器线圈和套管的（如分别对变压器线圈和套管的 进行进行进行进行测量）测量）测量）测量）例例例例2 2：当集中性缺陷所占的体积相对于被试绝缘的体积越小，则：当集中性缺陷所占的体积相对于被试绝缘的体积越小，则：当集中性缺陷所占的体积相对于被试绝缘的体积越小，则：当集中性缺陷所占的体积相对于被试绝缘的体积越小，则集中集中集中集中 性缺陷处的介质损耗占被试绝缘全部介质损耗中的比重越性缺陷处的介质损耗占被试绝缘全部介质损耗中的比重越性缺陷处的介质损耗占被试绝缘全部介质损耗中的比重越性缺陷处的介质损耗占被试绝缘全部介质损耗中的比重越小小小小 如：如：如：如：电机、电缆设备，被试绝缘体积较大，虽然集中性缺陷的电机、电缆设备，被试绝缘体积较大，虽然集中性缺陷的电机、电缆设备，被试绝缘体积较大，虽然集中性缺陷的电机、电缆设备，被试绝缘体积较大，虽然集中性缺陷的发展发展发展发展 是运行中故障的主要缘由，但测是运行中故障的主要缘由，但测是运行中故障的主要缘由，但测是运行中故障的主要缘由，但测 很难发觉，一般不很难发觉，一般不很难发觉，一般不很难发觉，一般不测测测测电介质损耗的特点及影响因素电介质损耗的特点及影响因素电介质损耗的特点及影响因素电介质损耗的特点及影响因素2 2、与温度和频率有困难的关系、与温度和频率有困难的关系、与温度和频率有困难的关系、与温度和频率有困难的关系3 3、与试验电压的关系、与试验电压的关系、与试验电压的关系、与试验电压的关系 当所加试验电压足以使绝缘中的气泡游离或足以当所加试验电压足以使绝缘中的气泡游离或足以当所加试验电压足以使绝缘中的气泡游离或足以当所加试验电压足以使绝缘中的气泡游离或足以使绝缘产生电晕或局部放电等状况时，使绝缘产生电晕或局部放电等状况时，使绝缘产生电晕或局部放电等状况时，使绝缘产生电晕或局部放电等状况时，的值将随试的值将随试的值将随试的值将随试验电压的上升而快速增大。验电压的上升而快速增大。验电压的上升而快速增大。验电压的上升而快速增大。因此，测定因此，测定因此，测定因此，测定 所用的电压，最好接近于被试品所用的电压，最好接近于被试品所用的电压，最好接近于被试品所用的电压，最好接近于被试品的正常工电压，所加电压过低不易发觉绝缘中的缺陷；的正常工电压，所加电压过低不易发觉绝缘中的缺陷；的正常工电压，所加电压过低不易发觉绝缘中的缺陷；的正常工电压，所加电压过低不易发觉绝缘中的缺陷；而过高则简洁对绝缘造成不必要的损伤而过高则简洁对绝缘造成不必要的损伤而过高则简洁对绝缘造成不必要的损伤而过高则简洁对绝缘造成不必要的损伤1 1、在绝缘预防性试验中，、在绝缘预防性试验中，、在绝缘预防性试验中，、在绝缘预防性试验中，是一基本测试项目，当绝缘受潮是一基本测试项目，当绝缘受潮是一基本测试项目，当绝缘受潮是一基本测试项目，当绝缘受潮 或劣化时或劣化时或劣化时或劣化时 急创上升。绝缘内部是否普遍发生局部放电，也急创上升。绝缘内部是否普遍发生局部放电，也急创上升。绝缘内部是否普遍发生局部放电，也急创上升。绝缘内部是否普遍发生局部放电，也 可以通过测可以通过测可以通过测可以通过测 U U的关系曲线加以推断的关系曲线加以推断的关系曲线加以推断的关系曲线加以推断2 2、绝缘结构设计时，必需留意到绝缘材料的、绝缘结构设计时，必需留意到绝缘材料的、绝缘结构设计时，必需留意到绝缘材料的、绝缘结构设计时，必需留意到绝缘材料的 ，如，如，如，如 过大而过大而过大而过大而 引起严峻发热，将使材料简洁劣化，甚至可能导致热不稳定引起严峻发热，将使材料简洁劣化，甚至可能导致热不稳定引起严峻发热，将使材料简洁劣化，甚至可能导致热不稳定引起严峻发热，将使材料简洁劣化，甚至可能导致热不稳定 热击穿热击穿热击穿热击穿3 3、用于冲击测量的连接电缆，其绝缘的、用于冲击测量的连接电缆，其绝缘的、用于冲击测量的连接电缆，其绝缘的、用于冲击测量的连接电缆，其绝缘的 必需很小，否则冲击必需很小，否则冲击必需很小，否则冲击必需很小，否则冲击 波在电缆中传播时波形将发生严峻畸变，影响测量精确度波在电缆中传播时波形将发生严峻畸变，影响测量精确度波在电缆中传播时波形将发生严峻畸变，影响测量精确度波在电缆中传播时波形将发生严峻畸变，影响测量精确度4 4、但介质损耗引起的介质发热有时也可以利用、但介质损耗引起的介质发热有时也可以利用、但介质损耗引起的介质发热有时也可以利用、但介质损耗引起的介质发热有时也可以利用探讨电介质损耗的意义探讨电介质损耗的意义探讨电介质损耗的意义探讨电介质损耗的意义The EndThank You非极性液体电介质的电阻率非极性液体电介质的电阻率非极性液体电介质的电阻率非极性液体电介质的电阻率1018101810181018 cmcmcmcm弱极性弱极性弱极性弱极性1015101510151015 cmcmcmcm偶极性偶极性偶极性偶极性1010101010101010 cm1012cm1012cm1012cm1012 cmcmcmcm，由于损耗太大，事实上不运用。，由于损耗太大，事实上不运用。，由于损耗太大，事实上不运用。，由于损耗太大，事实上不运用。强极性如水、乙醇等事实上已是离子性导电液，不能用作绝缘材料强极性如水、乙醇等事实上已是离子性导电液，不能用作绝缘材料强极性如水、乙醇等事实上已是离子性导电液，不能用作绝缘材料强极性如水、乙醇等事实上已是离子性导电液，不能用作绝缘材料分成三个区域分成三个区域分成三个区域分成三个区域区域区域区域区域a a a a：液体电介质的电导：液体电介质的电导：液体电介质的电导：液体电介质的电导在电场比较小的状况下，遵在电场比较小的状况下，遵在电场比较小的状况下，遵在电场比较小的状况下，遵循欧姆定律循欧姆定律循欧姆定律循欧姆定律区域区域区域区域b b b b：随着场强的增大，：随着场强的增大，：随着场强的增大，：随着场强的增大，与气体相像，有一平坦区域与气体相像，有一平坦区域与气体相像，有一平坦区域与气体相像，有一平坦区域区域区域区域区域c c c c：场强接着增大超过：场强接着增大超过：场强接着增大超过：场强接着增大超过某一极限，因某一极限，因某一极限，因某一极限，因ShottkyShottkyShottkyShottky效应效应效应效应电极放射电子引起电流激增，电极放射电子引起电流激增，电极放射电子引起电流激增，电极放射电子引起电流激增，最终击穿最终击穿最终击穿最终击穿分三个区域分三个区域分三个区域分三个区域区域区域区域区域a a a a：符合欧姆定律，也称低符合欧姆定律，也称低符合欧姆定律，也称低符合欧姆定律，也称低场强领域场强领域场强领域场强领域区域区域区域区域b b b b：电流随场强非线性增加电流随场强非线性增加电流随场强非线性增加电流随场强非线性增加区域区域区域区域c c c c：出现破坏先导电流出现破坏先导电流出现破坏先导电流出现破坏先导电流区域区域区域区域b b b b、c c c c也称高场强领域也称高场强领域也称高场强领域也称高场强领域 和液体、气体不同，固体中和液体、气体不同，固体中和液体、气体不同，固体中和液体、气体不同，固体中的电压电流特性没有饱和状态的电压电流特性没有饱和状态的电压电流特性没有饱和状态的电压电流特性没有饱和状态结构紧密，干净的离子性电介质，电阻率为结构紧密，干净的离子性电介质，电阻率为结构紧密，干净的离子性电介质，电阻率为结构紧密，干净的离子性电介质，电阻率为1017101710171017 cm1019cm1019cm1019cm1019 cmcmcmcm结构不紧密且含单价小离子的离子性电介质的电阻率仅达结构不紧密且含单价小离子的离子性电介质的电阻率仅达结构不紧密且含单价小离子的离子性电介质的电阻率仅达结构不紧密且含单价小离子的离子性电介质的电阻率仅达1013101310131013 cm1014cm1014cm1014cm1014 cmcmcmcm非极性或弱极性介质主要由杂质离子造成电导。纯净介质的电阻率可达非极性或弱极性介质主要由杂质离子造成电导。纯净介质的电阻率可达非极性或弱极性介质主要由杂质离子造成电导。纯净介质的电阻率可达非极性或弱极性介质主要由杂质离子造成电导。纯净介质的电阻率可达1017101710171017 cm1019cm1019cm1019cm1019 cmcmcmcm偶极性电介质，因本身能解离，此外还有杂质离子共同确定电导，故电阻率较小，较佳者可达偶极性电介质，因本身能解离，此外还有杂质离子共同确定电导，故电阻率较小，较佳者可达偶极性电介质，因本身能解离，此外还有杂质离子共同确定电导，故电阻率较小，较佳者可达偶极性电介质，因本身能解离，此外还有杂质离子共同确定电导，故电阻率较小，较佳者可达1015101510151015 cm1016cm1016cm1016cm1016 cmcmcmcm