电气绝缘和过电压配合ppt课件.ppt

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1、电气绝缘和过电压配合一、电气绝缘绝缘1、电介质的极化、电导和损耗⑴电介质的极化：①定义：在电场作用下，中性介质正、负电荷作用中心发生的弹性位移和极性介质偶极子顺着电场转作有规则的排列，使原来介质对外呈现电性，这种现象称为电介质的极化。②介电常数：C0=ε0A/d=Q0/U，C=εA/d=（Q0+Q’）/U，空气ε0=8.86X10-14F/CM③相对介电常数：εr=C/C0=（Q0+Q’）/Q0=ε/ε0④极化形式：A、电子式极化：极化时间极短，无损耗（弹性），负温度系数，一切介质中B、离子式极化：极化时间极短，无损耗（弹性），正温度系数，离子介质中C、偶极子极化

2、：时间稍长，有损耗，随温度升高有最高点，极性介质中D、夹层式极化：时间长，有损耗，两种介质，电荷重分配（吸收过程）U1/U2

3、t=0=C2/C1≠U1/U2

4、t=∞=G2/G1⑤介电系数ε在工程中的意义：A、选绝缘材料：电容器、电缆B、绝缘配合：E∝1/εC、判断绝缘是否受潮⑵电介质的电导：①吸收现象：A、定义：对于某一电介质，当施加直流电压U一定时，随着加压时间的增长，回路中电流由大到小逐渐衰减，当t→∞时，电流趋于某一稳定值，这种电流随时间的增长而衰减的现象称为介质的吸收现象。B、形成吸收现象的原因：（三个电流）a、i0：电容电流，几何电流，电容电流和电子、离

5、子极化形成，很快衰减到零b、ia：吸收电流，偶极、夹层介质极化衰减时间较长c、ig：电导电流，ig=I∞=U/I∞C、电介质受潮：吸收现象不明显，因为电导电流大，吸收快。介质在直流电压下的等值电路吸收现象的形成②电介质的绝缘电阻：定义：任何电介质都不是绝对的绝缘体，介质中总会有一定数量的带电质点存在。在电场作用下，这些带电质点作定向运动，形成泄漏电流即电导电流，与之相对应的介质电阻值R∞即为介质的绝缘电阻。其计算公式为：R∞=U/I∞③电介质电导的特点：A、离子电导B、正温度系数，R∞具有负温度系数④R∞在工程实际中的意义：A、能发现的缺陷：集中性缺陷、整体受潮或

6、贯通性受潮B、绝缘配合：U1/U2=G2/G1C、防潮D、套管法兰附近降低R∞⑶电介质的损耗：①定义：任何介质在电压作用下都有一定的能量损耗。一种是由介质电导引起的电导损耗（I2R）；另一种是由介质的极化和局部放电引起的极化损耗，都不可逆地消耗在介质中。②等值电路：并联、串联③介质损耗P和介质损失角正切值tgδ（介损）：Ａ、并联等值电路：tgδ=IR/IC=（U/R）/UωCP=I/ωCPRP=U2/R=U2ωCPtgδ（整体损耗）Ｂ、串联等值电路：tgδ=Ur/Uc=Ir/（I/ωCS）=ωCSrP=I2r={U2/[r2+（1/ωCS）2]}r=U2r/{（ω

7、CS）2[（rωCS）2+1]}=U2ωCStgδ/（1+tg2δ）两种电路中P和tgδ分别相等得：CP=CS/（1+tg2δ）≈CSR=r/tg2δ»r∴P=U2ωCtgδＣ、tgδ反应介质单位体积的损耗ａ、P=U﹒IC﹒tgδ：绝缘厚度正比于U，绝缘面积正比于IC，故绝缘体积正比于U﹒IC）ｂ、tgδ=1/ωCPR=1/ωε（S/d）ρ（d/S）=1/ωερ∴只与材料性质有关，与尺寸、体积无关在测量电气设备的介质损耗时，不直接测量有功功率损耗P，而去测量tgδ。Ｄ、受潮时：tgδ增大（tgδ∝1/R）④tgδ在工程实际中的意义：Ａ、选绝缘材料：tgδ大易发热Ｂ

8、、判断绝缘是否受潮：介损试验，tgδ急剧增大则受潮Ｃ、发热设备：tgδ要大２、气体放电⑴定义：在正常工作电压下，气体的电导电流极小，可视为良好的绝缘介质。当气体间隙上电压增大至某一临界值时，电导电流剧增形成导电性很强的通道，气隙失去绝缘性能，这种现象称为气体间隙的击穿，即气体放电。⑵气体间隙中带电质点的产生：Ａ、气体原子的游离：当气体原子接受足够大的外界能量（强电场、光照射、高温）时，将引起原子内部能量增加与改变，致使原子的一个或几个电子脱离开原子核的束缚，变成自由电子与正离子的过程，称为气体原子的游离。ａ、碰撞游离ｂ、光游离：宇宙射线、紫外线、x与γ射线ｃ、热游

9、离ｄ、金属表面游离：正离子撞击阴极、光、热电子发射、强电场发射Ｂ、负离子的形成：负电性气体间隙中带电质点的消失：Ａ、扩散Ｂ、复合⑶电场的三种形式：①均匀电场：板－板间隙②稍不均匀电场：球－球间隙（可看成均匀电场）③极不均匀电场：棒－板间隙，棒－棒间隙⑷均匀电场中的气体放电oa段：线性ab段：I几乎不变bc段：碰撞游离，非自持放电c点以后：击穿放电，自持放电非自持放电：依靠外电场和外界游离能共同作用才能维持的放电过程。自持放电：仅仅需要电场作用就能维持的放电过程。起始放电电压：由非自持放电转入自持放电的电压称为起始放电电压。①气体放电理论：Ａ、巴申定律：Ub=f（P

10、d），U形