《高电技术总结》PPT课件

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1、高电压技术第3章电介质的电气性能2电介质的电气性能电介质电气性能的划分极化特性：介电常数ε损耗特性：介损tgδ电气传导特性：载流子移动、高场强下的电气传导机理等，电导G或电阻R电气击穿特性：包括击穿机理、劣化、电压--时间特性曲线（V–t）等，击穿电压UC或击穿场强EC电介质的极化及介电常数电介质物质结构的基本形式极化(polarization)与电介质(dielectrics)电介质极化的基本类型电介质的介电常数讨论极化的意义电介质的结构电介质的分类（根据化学结构）：分子及各聚集态（气、液、固态）的性质和

2、它的键的形式密切有关离子键：强极性键，离子结构电介质玻璃、陶瓷共价键：非极性共价键（电负性相同），非极性分子非极性电介质聚四氟乙烯、氮气极性共价键（电负性不同），极性分子极性电介质环氧树脂、三氯联苯弱极性电介质聚苯乙烯电介质极化基本类型电介质的极化有五种基本形式电子位移极化离子位移极化转向极化空间电荷极化夹层介质界面极化（归到空间电荷极化）建立时间：极短，10-1410-15s;弹性极化、无损;影响因素：电场强度（有关）；电源频率（无关）；温度（无关）电子位移极化建立时间：极短，10-12~10-13s；

3、弹性极化、无损(极微量无损)；影响因素：电场强度（有关）；电源频率（无关）；温度（随温度升高而增加）离子位移极化转向极化（偶极弛豫极化）需时较长，10-610-2s；非弹性极化、有损；影响因素：电场强度（有关）；电源频率（有关）；温度（温度较高时降低，低温段随温度增加）带电质点移动；不均匀夹层介质中；需时很长；非弹性极化、有损；影响因素：场强（有关）;电源频率（低频下存在）;温度（有关）；介质的等值电容增大。夹层介质界面极化（空间电荷极化）9气体分子间的距离很大，密度很小，气体的极化率很小，一切气体的相对

4、介电常数都接近1气体的介电常数随温度的升高略有减小，随压力的增大略有增加，但变化很小气体电介质的介电常数电介质的介电常数10非极性和弱极性电介质如石油、苯、四氯化碳、硅油等，r数值不大，在1.82.5范围内r和温度的关系相似单位体积中的分子数与温度的关系（密度与温度）液体电介质的介电常数极性电介质如蓖麻油、氯化联苯等，r数值在26范围内。还能用作绝缘介质11强极性电介质如酒精、水等,r>10，其电导也很大，不能用做绝缘材料。用作电容器浸渍剂时，可使电容器的比电容增大，但通常损耗都较大电场的频率对

5、极性液体电介质介电常数r的影响很大！12非极性和弱极性固体电介质如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、石蜡、石棉、无机玻璃等电介质只有电子式极化和离子式极化，r在2.02.7范围r与温度的关系相似单位体积内的分子数与温度的关系(密度与温度)固体电介质的介电常数极性固体电介质树脂、纤维、橡胶、虫胶、有机玻璃、聚氯乙烯和涤纶等r较大，一般为3~6，r和T及f的关系和极性液体的相似离子性电介质如陶瓷，云母等，相对介电常数r一般在5~8左右介电常数直接关系到多层介质的合理配合电介质的电导特性电介质

6、中的传导电流电介质中的电导特性电介质传导电流的测量电介质的电导讨论电介质电导的意义电介质中的（传导）电流导线中的（传导）电流的组成电介质中的电流含漏导电流和位移电流两个分量漏导电流：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，又称泄漏电流位移电流：由电介质极化造成的电流ic：快速极化造成的充电电流ia：空间电荷极化等缓慢极化形成的，又称吸收电流ig：趋向稳定值的漏导电流，又称泄漏电流介质中的电流与时间的关系介质的体积电导和表面电导气体中无吸收电流气体电介质的电导气体离子的浓度约为500~1000

7、对/cm3气体电介质中的电流密度—场强（三个区域）液体中极化发展快，吸收电流衰减快电导构成：离子电导、电泳电导离子电导：由液体本身的分子和杂质的分子解离为离子电泳电导：液体中的胶体质点（如变压器油中悬浮的小水滴）吸附电荷后，形成带电质点构成液体电介质的电导非极性电介质电导率：10-18/Ω•cm弱极性电介质电导率：10-15/Ω•cm极性电介质的电导率：10-10~10-12/Ω•cm如水、乙醇等实际上已是离子性导电液，由于损耗太大，不能用作绝缘材料纯净程度相对介电常数电导率(S/m)未净化的2.20.5

8、10-10净化2.1210-13两次净化的2.10.510-13高度净化2.110-16变压器油在温度为80o时的相对介电常数、电导率极纯净液体电介质中,离子性电导与电场强度的关系(分成三个区域)工程用纯净液体电介质中,离子性电导与电场强度的关系(分成两个区域)离子性电导随温度的升高而增加中性分子电介质的电导主要是杂质离子引起的，高温时，中性分子可能发生分解产生自由离子，形成电导纯净介质的电导率可达10-1