高电压技术电介质电导和损耗优秀课件.ppt

高电压技术电介质电导和损耗第1页，本讲稿共33页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：电气传导电流概念：电气传导电流概念：电气传导电流概念：是表征单位时间内通过某一是表征单位时间内通过某一是表征单位时间内通过某一是表征单位时间内通过某一 截面的电量截面的电量截面的电量截面的电量传导电流的组成：传导电流的组成：传导电流的组成：传导电流的组成：电介质中的传导电流含漏导电电介质中的传导电流含漏导电电介质中的传导电流含漏导电电介质中的传导电流含漏导电 流和位移电流两个分量流和位移电流两个分量流和位移电流两个分量流和位移电流两个分量漏导电流：漏导电流：漏导电流：漏导电流：由介质中自由的或联系弱的带电质点由介质中自由的或联系弱的带电质点由介质中自由的或联系弱的带电质点由介质中自由的或联系弱的带电质点 在电场作用下运动造成的在电场作用下运动造成的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：位移电流：位移电流：位移电流：由电介质极化造成的吸收电流由电介质极化造成的吸收电流由电介质极化造成的吸收电流由电介质极化造成的吸收电流第2页，本讲稿共33页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 吸收电流（数分钟以上）吸收电流（数分钟以上）吸收电流（数分钟以上）吸收电流（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及其中所含杂电介质中的电导是由于电介质的基本物质及其中所含杂电介质中的电导是由于电介质的基本物质及其中所含杂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成带电质点质分子的化学分解或热离解形成带电质点质分子的化学分解或热离解形成带电质点质分子的化学分解或热离解形成带电质点(电子、正离子、电子、正离子、电子、正离子、电子、正离子、负离子负离子负离子负离子)，沿电场方向移动而造成的。它是离子式的电导，沿电场方向移动而造成的。它是离子式的电导，沿电场方向移动而造成的。它是离子式的电导，沿电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第3页，本讲稿共33页一、气体电介质的电导：一、气体电介质的电导：一、气体电介质的电导：一、气体电介质的电导：气体中无吸收电流；气体中无吸收电流；气体中无吸收电流；气体中无吸收电流；气体离子的浓度约为气体离子的浓度约为气体离子的浓度约为气体离子的浓度约为5001000500100050010005001000对对对对/cm/cm/cm/cm2 2 2 2；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，电流密电流密电流密电流密度度度度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趋向饱和；趋向饱和；趋向饱和；趋向饱和；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/cm V/cm V/cm V/cm时，时，时，时，气体电介质将发生碰撞电离，从而气体电介质将发生碰撞电离，从而气体电介质将发生碰撞电离，从而气体电介质将发生碰撞电离，从而使气体电介质电导急剧增大使气体电介质电导急剧增大使气体电介质电导急剧增大使气体电介质电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第4页，本讲稿共33页二、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离成一是由液体本身的分子和杂质的分子解离成一是由液体本身的分子和杂质的分子解离成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；离子，构成离子电导；离子，构成离子电导；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(如变压器油中悬浮如变压器油中悬浮如变压器油中悬浮如变压器油中悬浮的小水滴的小水滴的小水滴的小水滴)吸附电荷后，变成带电质点，构成吸附电荷后，变成带电质点，构成吸附电荷后，变成带电质点，构成吸附电荷后，变成带电质点，构成电泳电导。电泳电导。电泳电导。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、与温度有关温度升高液体电介质粘度降低，离子迁移率增加，温度升高液体电介质粘度降低，离子迁移率增加，温度升高液体电介质粘度降低，离子迁移率增加，温度升高液体电介质粘度降低，离子迁移率增加，电导增大电导增大电导增大电导增大温度升高液体电介质或离子的热离解度增加，电导增温度升高液体电介质或离子的热离解度增加，电导增温度升高液体电介质或离子的热离解度增加，电导增温度升高液体电介质或离子的热离解度增加，电导增大大大大 A A、BB常数；常数；常数；常数；TT绝对温度绝对温度绝对温度绝对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:当场强到达一定程度后，电导将迅速增大当场强到达一定程度后，电导将迅速增大当场强到达一定程度后，电导将迅速增大当场强到达一定程度后，电导将迅速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第5页，本讲稿共33页用三电极法测量介质的用三电极法测量介质的用三电极法测量介质的用三电极法测量介质的体积电阻率体积电阻率体积电阻率体积电阻率V V V V为为为为 式式式式中中中中S S S S为为为为测测测测量量量量电电电电极极极极的的的的面面面面积积积积，d d d d为为为为介介介介质质质质厚厚厚厚度度度度，R R R RV V V V由由由由测测测测量量量量的的的的漏漏漏漏导导导导电电电电流流流流i i i ig g g g及及及及电电电电压压压压值值值值决决决决定定定定，R R R RV V V V=U/i=U/i=U/i=U/ig g g g。那那那那么么么么介介介介质质质质的的的的体体体体积积积积电电电电导导导导率率率率V V V V则则则则为为为为三、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第6页，本讲稿共33页特点：特点：特点：特点：1 1、与温度有关，、与温度有关，、与温度有关，、与温度有关，与液体类似与液体类似与液体类似与液体类似2 2、与电场强度有关：当电场强度大于某一定值时、与电场强度有关：当电场强度大于某一定值时、与电场强度有关：当电场强度大于某一定值时、与电场强度有关：当电场强度大于某一定值时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第7页，本讲稿共33页 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、有机有机有机有机第8页，本讲稿共33页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：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，代表两电极间距，代表两电极间距，b b代表电极长。代表电极长。代表电极长。代表电极长。实际测量时用平行电极存在极间场强不均匀的问题需加保护电极，实际测量时用平行电极存在极间场强不均匀的问题需加保护电极，实际测量时用平行电极存在极间场强不均匀的问题需加保护电极，实际测量时用平行电极存在极间场强不均匀的问题需加保护电极，或者用三电极法上的同心圆环测量或者用三电极法上的同心圆环测量或者用三电极法上的同心圆环测量或者用三电极法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第9页，本讲稿共33页特点：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：电瓷能被水湿润，但表面无脏物时，即使在潮湿环境仍能电瓷能被水湿润，但表面无脏物时，即使在潮湿环境仍能电瓷能被水湿润，但表面无脏物时，即使在潮湿环境仍能电瓷能被水湿润，但表面无脏物时，即使在潮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，而且与温度关大部分玻璃部分溶于水，但表面电阻较小，而且与温度关大部分玻璃部分溶于水，但表面电阻较小，而且与温度关大部分玻璃部分溶于水，但表面电阻较小，而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，体积电阻也小多孔性纤维材料不仅表面电阻小，体积电阻也小多孔性纤维材料不仅表面电阻小，体积电阻也小多孔性纤维材料不仅表面电阻小，体积电阻也小见表见表见表见表第10页，本讲稿共33页讨论介质电导的意义讨论介质电导的意义讨论介质电导的意义讨论介质电导的意义: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判断绝缘是否受潮或有其它劣化、在绝缘预防性试验中，要测绝缘电阻和泄漏电流以判断绝缘是否受潮或有其它劣化、在绝缘预防性试验中，要测绝缘电阻和泄漏电流以判断绝缘是否受潮或有其它劣化、在绝缘预防性试验中，要测绝缘电阻和泄漏电流以判断绝缘是否受潮或有其它劣化现象。在试验中需注意将表面电导与体积电导区别开来。现象。在试验中需注意将表面电导与体积电导区别开来。现象。在试验中需注意将表面电导与体积电导区别开来。现象。在试验中需注意将表面电导与体积电导区别开来。图图图图:某变压器的绝缘电阻与时间关系曲线某变压器的绝缘电阻与时间关系曲线某变压器的绝缘电阻与时间关系曲线某变压器的绝缘电阻与时间关系曲线 1 1 1 1受潮时；受潮时；受潮时；受潮时；2 2 2 2 经干燥后经干燥后经干燥后经干燥后吸收比吸收比吸收比吸收比:通常用加压通常用加压通常用加压通常用加压60s60s测量的绝缘电阻与测量的绝缘电阻与测量的绝缘电阻与测量的绝缘电阻与加压加压加压加压15s15s测量的绝缘电阻的比值可测量的绝缘电阻的比值可测量的绝缘电阻的比值可测量的绝缘电阻的比值可以有效地判断绝缘的好坏，即以有效地判断绝缘的好坏，即以有效地判断绝缘的好坏，即以有效地判断绝缘的好坏，即 如良好、干燥的绝缘，吸收电流较如良好、干燥的绝缘，吸收电流较如良好、干燥的绝缘，吸收电流较如良好、干燥的绝缘，吸收电流较大，大，大，大，K K值较大（应大于某一定值）；值较大（应大于某一定值）；值较大（应大于某一定值）；值较大（应大于某一定值）；受潮或有缺陷的绝缘，吸收比较小。受潮或有缺陷的绝缘，吸收比较小。受潮或有缺陷的绝缘，吸收比较小。受潮或有缺陷的绝缘，吸收比较小。第11页，本讲稿共33页、设计绝缘结构时要考虑到环境条件，特别是湿度的影响。注设计绝缘结构时要考虑到环境条件，特别是湿度的影响。注设计绝缘结构时要考虑到环境条件，特别是湿度的影响。注设计绝缘结构时要考虑到环境条件，特别是湿度的影响。注意环境湿度对固体介质表面电阻的影响，注意亲水性材料的表意环境湿度对固体介质表面电阻的影响，注意亲水性材料的表意环境湿度对固体介质表面电阻的影响，注意亲水性材料的表意环境湿度对固体介质表面电阻的影响，注意亲水性材料的表面防水处理。面防水处理。面防水处理。面防水处理。、并不是所有情况下都希望绝缘电阻高，有些情况下要设法减小绝缘、并不是所有情况下都希望绝缘电阻高，有些情况下要设法减小绝缘、并不是所有情况下都希望绝缘电阻高，有些情况下要设法减小绝缘、并不是所有情况下都希望绝缘电阻高，有些情况下要设法减小绝缘电阻值。如在高压套管法兰附近涂上半导体釉，高压电机定子绕组电阻值。如在高压套管法兰附近涂上半导体釉，高压电机定子绕组电阻值。如在高压套管法兰附近涂上半导体釉，高压电机定子绕组电阻值。如在高压套管法兰附近涂上半导体釉，高压电机定子绕组出稽口部分涂半导体漆等，都是为了改善电压分布，以消除电晕。出稽口部分涂半导体漆等，都是为了改善电压分布，以消除电晕。出稽口部分涂半导体漆等，都是为了改善电压分布，以消除电晕。出稽口部分涂半导体漆等，都是为了改善电压分布，以消除电晕。第12页，本讲稿共33页第13页，本讲稿共33页第14页，本讲稿共33页电介质损耗电介质损耗第15页，本讲稿共33页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：含有均匀介质的平板电容器总损耗功率：含有均匀介质的平板电容器总损耗功率：含有均匀介质的平板电容器总损耗功率：含有均匀介质的平板电容器总损耗功率：第16页，本讲稿共33页因为：因为：因为：因为：所以：所以：第17页，本讲稿共33页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均匀介质中总的有功损耗：均匀介质中总的有功损耗：均匀介质中总的有功损耗：均匀介质中总的有功损耗：第18页，本讲稿共33页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，损耗极小（损耗极小（损耗极小（损耗极小（1010-8-8）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U U U U0 0 0 0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。第19页，本讲稿共33页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 tt t t t1 1 1 1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 的升高，极化损耗显著增加的升高，极化损耗显著增加的升高，极化损耗显著增加的升高，极化损耗显著增加t t t t1 1 1 1t t t tt t t t2 2 2 2:由于分子热运动加快，妨碍极性分由于分子热运动加快，妨碍极性分由于分子热运动加快，妨碍极性分由于分子热运动加快，妨碍极性分 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 tt t t t2 2 2 2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很很很小小小小，损耗主要由电导决定损耗主要由电导决定损耗主要由电导决定损耗主要由电导决定第20页，本讲稿共33页损耗主要由电导决定损耗主要由电导决定损耗主要由电导决定损耗主要由电导决定第21页，本讲稿共33页1 1 1 1、损耗功率、损耗功率、损耗功率、损耗功率P P P P：当频率升高到一定值时，转向极化跟不上频率的：当频率升高到一定值时，转向极化跟不上频率的：当频率升高到一定值时，转向极化跟不上频率的：当频率升高到一定值时，转向极化跟不上频率的 变化，损耗功率趋于恒定变化，损耗功率趋于恒定变化，损耗功率趋于恒定变化，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 ：当频率升高到一定值时，转向极化跟不上频率：当频率升高到一定值时，转向极化跟不上频率：当频率升高到一定值时，转向极化跟不上频率：当频率升高到一定值时，转向极化跟不上频率 的变化，介电常数也达到较低的稳定值的变化，介电常数也达到较低的稳定值的变化，介电常数也达到较低的稳定值的变化，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 ：当频率升高到一定值时，转向极化跟不上频率的：当频率升高到一定值时，转向极化跟不上频率的：当频率升高到一定值时，转向极化跟不上频率的：当频率升高到一定值时，转向极化跟不上频率的 变化，变化，变化，变化，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 r第22页，本讲稿共33页3 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，第23页，本讲稿共33页1 1 1 1、不均匀结构的电介质包括：、不均匀结构的电介质包括：、不均匀结构的电介质包括：、不均匀结构的电介质包括：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复复复合合合合介介介介质质质质)被被被被广广广广泛使用的油浸纸、胶纸绝缘等。泛使用的油浸纸、胶纸绝缘等。泛使用的油浸纸、胶纸绝缘等。泛使用的油浸纸、胶纸绝缘等。2 2 2 2、不均匀结构的电介质的、不均匀结构的电介质的、不均匀结构的电介质的、不均匀结构的电介质的 ：取决于其中各成分的性能和数量间的比例：取决于其中各成分的性能和数量间的比例：取决于其中各成分的性能和数量间的比例：取决于其中各成分的性能和数量间的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极化峰值可能由复合胶极化损耗引起损耗引起第24页，本讲稿共33页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C C2 2/C/Cx x越小，越小，越小，越小，C C2 2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）在测整体的时越难发现时越难发现时越难发现时越难发现解决办法是分解测量解决办法是分解测量解决办法是分解测量解决办法是分解测量（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测量）进行测量）进行测量）进行测量）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，则集中：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：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：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，虽然集中性缺陷的发展电机、电缆设备，被试绝缘体积较大，虽然集中性缺陷的发展电机、电缆设备，被试绝缘体积较大，虽然集中性缺陷的发展电机、电缆设备，被试绝缘体积较大，虽然集中性缺陷的发展是运行中故障的主要原因，但测是运行中故障的主要原因，但测是运行中故障的主要原因，但测是运行中故障的主要原因，但测很难发现，一般不测很难发现，一般不测很难发现，一般不测很难发现，一般不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第25页，本讲稿共33页2 2、与温度和频率有复杂的关系、与温度和频率有复杂的关系、与温度和频率有复杂的关系、与温度和频率有复杂的关系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情况时，使绝缘产生电晕或局部放电等情况时，使绝缘产生电晕或局部放电等情况时，使绝缘产生电晕或局部放电等情况时，的值将随试的值将随试的值将随试的值将随试验电压的升高而迅速增大。验电压的升高而迅速增大。验电压的升高而迅速增大。验电压的升高而迅速增大。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现绝缘中的缺陷；的正常工电压，所加电压过低不易发现绝缘中的缺陷；的正常工电压，所加电压过低不易发现绝缘中的缺陷；的正常工电压，所加电压过低不易发现绝缘中的缺陷；而过高则容易对绝缘造成不必要的损伤而过高则容易对绝缘造成不必要的损伤而过高则容易对绝缘造成不必要的损伤而过高则容易对绝缘造成不必要的损伤第26页，本讲稿共33页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UU的关系曲线加以判断的关系曲线加以判断的关系曲线加以判断的关系曲线加以判断2 2、绝缘结构设计时，必须注意到绝缘材料的、绝缘结构设计时，必须注意到绝缘材料的、绝缘结构设计时，必须注意到绝缘材料的、绝缘结构设计时，必须注意到绝缘材料的，如，如，如，如过大而过大而过大而过大而引起严重发热，将使材料容易劣化，甚至可能导致热不稳定引起严重发热，将使材料容易劣化，甚至可能导致热不稳定引起严重发热，将使材料容易劣化，甚至可能导致热不稳定引起严重发热，将使材料容易劣化，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，其绝缘的必须很小，否则冲击必须很小，否则冲击必须很小，否则冲击必须很小，否则冲击波在电缆中传播时波形将发生严重畸变，影响测量精确度波在电缆中传播时波形将发生严重畸变，影响测量精确度波在电缆中传播时波形将发生严重畸变，影响测量精确度波在电缆中传播时波形将发生严重畸变，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讨论电介质损耗的意义讨论电介质损耗的意义讨论电介质损耗的意义讨论电介质损耗的意义第27页，本讲稿共33页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1010101018181818 cmcmcmcm弱极性弱极性弱极性弱极性1010101015151515 cmcmcmcm偶极性偶极性偶极性偶极性1010101010101010 cm10cm10cm10cm1012121212 cmcmcmcm，由于损耗太大，实际上不使用。，由于损耗太大，实际上不使用。，由于损耗太大，实际上不使用。，由于损耗太大，实际上不使用。强极性如水、乙醇等实际上已是离子性导电液，不能用作绝缘材料强极性如水、乙醇等实际上已是离子性导电液，不能用作绝缘材料强极性如水、乙醇等实际上已是离子性导电液，不能用作绝缘材料强极性如水、乙醇等实际上已是离子性导电液，不能用作绝缘材料第28页，本讲稿共33页第29页，本讲稿共33页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：液体电介质的电导在电液体电介质的电导在电液体电介质的电导在电液体电介质的电导在电场比较小的情况下，遵循欧姆场比较小的情况下，遵循欧姆场比较小的情况下，遵循欧姆场比较小的情况下，遵循欧姆定律定律定律定律区域区域区域区域b b b b：随着场强的增大，与气体随着场强的增大，与气体随着场强的增大，与气体随着场强的增大，与气体相似，有一平坦区域相似，有一平坦区域相似，有一平坦区域相似，有一平坦区域区域区域区域区域c c c c：场强继续增大超过某场强继续增大超过某场强继续增大超过某场强继续增大超过某一极限，因一极限，因一极限，因一极限，因ShottkyShottkyShottkyShottky效应电极效应电极效应电极效应电极发射电子引起电流激增，最终击发射电子引起电流激增，最终击发射电子引起电流激增，最终击发射电子引起电流激增，最终击穿穿穿穿第30页，本讲稿共33页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，也称低场强符合欧姆定律，也称低场强符合欧姆定律，也称低场强符合欧姆定律，也称低场强领域领域领域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，固体中的电压和液体、气体不同，固体中的电压和液体、气体不同，固体中的电压和液体、气体不同，固体中的电压电流特性没有饱和状态电流特性没有饱和状态电流特性没有饱和状态电流特性没有饱和状态第31页，本讲稿共33页结构紧密，洁净的离子性电介质，电阻率为结构紧密，洁净的离子性电介质，电阻率为结构紧密，洁净的离子性电介质，电阻率为结构紧密，洁净的离子性电介质，电阻率为1010101017171717 cm10cm10cm10cm1019191919 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1010101013131313 cm10cm10cm10cm1014141414 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1010101017171717 cm10cm10cm10cm1019191919 cmcmcmcm偶极性电介质，因本身能解离，此外还有杂质离子共同决定电导，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决定电导，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决定电导，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决定电导，故电阻率较小，较佳者可达1010101015151515 cm10cm10cm10cm1016161616 cmcmcmcm第32页，本讲稿共33页第33页，本讲稿共33页