高电压技术第二章讲稿ppt课件.ppt

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1、液体和固体电介质的绝缘特性第二章1概述固体、液体介质固体、液体介质的绝缘强度比气体大许多；作电气设备的内绝缘可以缩小结构尺寸；截流导体的支撑需要绝缘介质；液体介质可兼作冷却与灭弧介质等。液体与固体电介质与气体的击穿有很大不同；将讨论电介质极化、电导、损耗和老化等物理过程2第一节电介质的极化实验：两个完全相同的实验，一个处于真空状态，另一个处于固体介质中，从实验结果来分析它们发生的过程。3Qo=CoU一.极化的概念与介质的相对介电系数式中真空的介电系数；金属极板的面积；极间距离；极板间为真空时的电容量；Q=CU第一节电介质的极化41电介

2、质的极化各种气体的相对介电常数接近于1，液体、固体的相对介电常数为210。C0C+++++--------+++++----------------+++++相对介电常数为了保持电场强度不变5发音一.极化的概念与介质的相对介电系数第一节电介质的极化6相对介电系数εr表征电介质在电场作用下的极化程度。它的值由电介质的材料所决定。气体分子间的间距很大，额度很小，因此各种气体的相对介电系数均接近于1。常用的液体、固体介质的相对介电系数大多在2~6之间。一.极化的概念与介质的相对介电系数第一节电介质的极化7电子式极化离子式极化偶极式极化空间

3、电荷极化夹层式极化二.极化基本形式第一节电介质的极化8电介质中的带电质点在电场作用下沿电场方向作有限位移。第一节电介质的极化电子式极化9+-+-E=0E电子式极化特点：一是极化所需要的时间极短，约10－15S；　即它在各种频率的交变电场中均能产生；二是这种极化具有弹性，在去掉外电场后，依靠正负电荷的吸引力，作用中心会立即重合而呈中性。这种极化没有能量消耗。三是温度对极化的影响极小。电子式极化10离子式极化+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-E=0+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

4、-+-+-+-+-+-+-+-+-E特点：一是极化所需要的时间极短，约10－13S；　即它在各种频率的交变电场中均能产生；二是这种极化具有弹性。极化没有能量消耗。三是温度对极化有影响，一般是随温度而增大。离子式极化11离子式极化12E=0+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-E偶极式极化偶极子式极化13偶极子式极化其特点a.极化所需时间较长,因而与频率有关b.极化过程有能量损耗c.温度对极化影响很大,温度很高和很低时,极化均减弱14夹层式极化：由两层或多层不同材料组成的不均匀电介质，叫做夹层电介质。由

5、于各层的介电系数和电导系数不同，在电场作用下，各层中的电位，最初按介电系数分布(即按电容分布)，以后逐渐过渡到按电导系数分布(即按电阻分布)。此时，在各层电介质交界面上的电荷必然移动，以适应电位的重新分布，最后在交界面上积累起电荷。这种电荷移动和积累，称为夹层介质界面板化。特点：其极化的过程特别缓慢，一般在10-1S以上，甚至数小时，同时伴有介质损耗。详见书上例题P36页。(4).夹层式极化15夹层式极化16空间电荷极化：介质内的正、负自由离子在电场作用下改变分布状况时，便在电吸附近形成空间电荷称为空间电荷极化。其极化的过程特别缓慢，

6、所以假使加上交变电场，在低频时有这种现象存在，而在高频时因空间电荷来不及移动，就没有这种极化的现象。空间电荷极化17第二节.电介质的电导1.定义介质在电场作用下,使其内部联系较弱的带电粒子作有规律的运动形成电流，即泄漏电流.这种物理现象称为电导。表征电导过程强弱程度的物理量为电导率γ，或它的倒数电阻率ρo18第二节.电介质的电导19电介质中的电流和电导K1合上,i=ic+ia+igic：位移极化电流ia：吸收电流ig：泄漏电流断K1合K2有与吸收电流具有相同曲线的电流反向流过。AK1K2it020(1).电容电流ic在加压初瞬间介质中

7、的电子式极化和离子式极化过程所引起的电流，无损耗，存在时间极短。(2).吸收电流ia有损极化所对应的电流，即夹层极化和偶极子极化时的电流，它随时间而衰减。(3)泄漏电流绝缘介质中少量离子定向移动所形成的电导电流,它不随时间而变化.212.介质中的电流22流过介质的电流i由三个分量组成：233.吸收现象固体电介质在直流电压作用下，观察到电路中的电流从大到小随时间衰减,最终稳定于某一数值,称为“吸收现象”。吸收的解释为，由于电流由大变小，好象电流被介质吸收了一样，称为“吸收”现象。实验的判断：介质干燥和嘲湿,吸收现象不一样，据此可判断绝缘

8、性能的好坏.241,1,d12,2,d2R1U1C1R2U2C23.吸收现象25RCrC3.吸收现象262介质的电阻R=U/I是随时间而变化的。通常以到达稳定的泄漏电流的电阻作为介质的绝缘电阻。1电导率电阻率