《固体电介质特性》PPT课件

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1、下周二调课通知下周2下午的《高电压技术》课程提前一天上，即调整到下周1下午。地点：2205教室4班、5班2205下午5-6节；1班、2班、3班2205下午7-8节；作业周1交1高电压技术上次课回顾大气条件对空气间隙击穿特性的影响（P、T、湿度、海拔）U→U0(非标准大气条件→标准大气条件)δ、Kd、Kh、Ka提高气隙击穿电压的措施改善电场分布（电极形状、空间电荷、屏障作用）削弱或抑制电离（高气压、强电负性气体SF6、高真空）沿面放电？？三种典型电场分布形式（强/弱垂直分量）湿闪（淋湿绝缘子的闪络路径）、污闪（干区、熄灭重燃、爬电）3液体、固体电介质的绝缘特性电气强度高液体兼做灭弧；固体兼做

2、支撑电气强度不受外界影响不可自恢复会逐渐老化42.1电介质的极化、电导与损耗极化:电介质中正负电荷在电场的作用下沿电场方向作有限位移形成电矩的现象固体介质表面出现束缚电荷相对介电常数反映极化、储能特性5极化的五种基本形式电子式极化离子式极化偶极子极化夹层（界面）极化空间电荷极化6极化机理：电子偏离轨道介质类型：所有介质建立极化时间：极短，10-1410-15s极化程度影响因素：电场强度（有关）电源频率（无关）温度（无关）极化弹性：弹性（可恢复）消耗能量：无1.电子式极化7极化机理：正负离子位移介质类型：离子性介质建立极化时间：极短，10-12~10-13s极化程度影响因素：电场强度（有关

3、）电源频率（无关）温度（随T升高而增加，离子结合力）极化弹性：弹性（可恢复）消耗能量：无2.离子式极化8极化机理：偶极子定向排列介质类型：具有永久性偶极子的极性介质建立极化时间：需时较长，10-1010-2s极化程度影响因素：电场强度（有关）电源频率（有关，频率升高，极化减弱）温度（低温段增加，高温段降低、热运动）极化弹性：非弹性（不可恢复）消耗能量：有3.偶极子极化94.夹层式（界面）极化当t=0:当t=∞:10一般情况下：（若相等，则不会重新分配）电荷从t=0到t=∞时会重新分配，在介质的交界面处积累电荷。这些电荷形成的极化形式称夹层式（界面）极化。极化的时间常数：高压绝缘介质的电导

4、G通常都很小（时间常数大），因此夹层极化只有在低频时才有意义。同样，去掉外加电压后，释放极化电荷的时间也很长。即放电注过程，意安全。4.夹层式（界面）极化(续)11极化机理：各层介质发生极化，产生电荷积累介质类型：不均匀夹层介质中建立极化时间：很长，从数s到数h极化程度影响因素：电场强度（有关）电源频率（低频下存在）温度（有关）极化弹性：非弹性消耗能量：有4.夹层式（界面）极化(续)12极化机理：正负自由离子移动到电极附近，形成空间电荷介质类型：含离子和杂质离子的介质建立极化时间：很长极化程度影响因素：电场强度（有关）电源频率（低频下存在，高频下空间电荷来不及移动，没有这种极化现象）温度（

5、有关）极化弹性：非弹性消耗能量：有5.空间电荷极化13常用电介质的介电常数(episilon)电导率大，不能作绝缘材料气体相对介电常数接近114讨论极化的意义：选择电容器的介质时，希望大；选择其他绝缘结构的材料，希望小。组合绝缘的配合。如油纸绝缘、气泡局部放电。极化形式关系到介损，即材料的发热、劣化。在绝缘预防性实验中，夹层极化可用来判断绝缘受潮情况。152.1.2电介质的电导电介质不是理想的绝缘体，内部存在带电粒子（自由电子、正负离子）。在电场下的定向移动，形成电流。电子电导电介质的电导离子电导（主要）1）导体导电靠自由电子，电介质电导的载流子主要载流子是离子2）电导率随温度升高而指

6、数上升。离子热运动剧烈，电导越大16电介质的吸收现象电介质中的电流与时间的关系i=ic+ia+ig，包括三个分量：ic:电容电流（很快衰减为0）ia：吸收电流，各种极化过程产生（衰减较缓慢）ig：电导电流，或泄漏电流（恒定分量）吸收现象：微小电流随时间逐渐衰减，最后达到某稳定值。17电介质的绝缘电阻泄漏电流→绝缘电阻定义：电介质中的绝缘电阻一般为M特点：1）负温度系数2）随外施电压上升而下降。3）随加压时间延长而增大。（一定时间后，极化过程结束，仅存在电导过程。电流趋于恒定值=泄漏电流/电导电流）18讨论电导的意义：在绝缘预防性实验中，由绝缘电阻或者泄漏电流判断绝缘是否受潮或者劣化。直流

7、设备中有多层介质时（如直流电缆），其直流电压分布与电导成反比，设计时需考虑介质间的配合。设计绝缘结构时，要考虑到环境对电导的影响，如湿度，受潮引起表面电导过大而无法升到额定电压使用。对于某些能量较小的电源，如静电发生器，要减小表面的泄漏电流以保证得到高电压。有些情况下要设法减小绝缘电阻值。如高压套管附近涂上半导体釉等，改善套管电压分布。19固体介质除了体积电阻外，还存在表面电导。干燥清洁的固体介质的表面电导很小，表面电导