液体、固体电介质的电气性能

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1、第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术第 二 章 液 体 和 固 体 介 质 的 电 气 性 能电 介 质 按 物 态 分 气 态液 态固 态按 分 子 结 构 分 非 极 性 电 介 质偶 极 性 电 介 质离 子 性 电 介 质 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术电 介 质 在 电 场 作 用 下 的 电 气 特 性弱 电 场 极 化电 导损 耗强 电 场 击 穿 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术第 一 节 电 介 质 的 极 化 、 电 导 和 损

2、 耗一 、 电 介 质 的 极 化 及 相 对 介 电 常 数 电 介 质 在 电 场 中 发 生 的 束 缚 电 荷 的 弹 性 位 移 和 偶 极子 的 转 向 现 象 。2.电 介 质 的 相 对 介 电 常 数设 平 板 电 极 处 于 真 空 中 ， 其 电 容 量 为 C 0， 则 ：dAUQC 001.极 化 的 定 义 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术米法 /10361 9 其 中 Q0-极 板 上 的 电 荷 量 0-真 空 的 介 电 常 数 当 平 板 电 极 间 用 介 质 取 代 真 空 时 ， 其 电 容 量 为 C

3、， 则 ： U QQdAC 0 -介 质 的 介 电 常 数 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术 同 一 电 极 下 充 满 介 质 电 容 器 的 电 容 量 和 真 空 电 容 器的 电 容 量 之 比 ， 即 为 相 对 介 电 常 数 ， 0000 Q QQCCr 反 映 极 化 现 象 强 弱 的 指 标 ， 与 温 度 和 频 率 有 关 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术3.极 化 的 基 本 形 式(1)无 损 极 化 根 据 极 化 过 程 中 是 否 伴 随 能 量 损 耗

4、， 极 化 可 分 为 ：无 损 极 化有 损 极 化1) 电 子 位 移 极 化 ： 由 电 子 轨 迹 偏 移 引 起 ， 存 在 于 一 切 电 介 质 中 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术特 点 ： a、 瞬 时 建 立 b、 完 全 弹 性 的 ， 不 消 耗 电 场 能 量2) 离 子 位 移 极 化 ： 由 束 缚 的 正 负 离 子 间 的 相 对 位 移 引 起 ， 存 在 于 离 子性 电 介 质 中 。特 点 ： a、 瞬 时 建 立 ； b、 弹 性 极 化 ； c、 随 温 度 升 高 ， 极 化 稍 有 增 加

5、。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术(2)有 损 极 化1) 转 向 极 化 ： 由 极 性 分 子 的 转 向 、 排 列 引 起 ， 存 在 于 极 性 电 介质 中 。特 点 ： a、 存 在 于 极 性 电 介 质 中 ； b、 极 化 建 立 需 要 一 定 时 间 ； c、 非 弹 性 的 ， 有 能 量 损 耗 ； d、 温 度 对 其 有 影 响 ， 不 是 单 值 关 系 ，有 最 大 值 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术2) 夹 层 极 化 ： 由 分 层 介 质 之 间

6、 的 电 荷 重 新 分 配 引 起 ， 存 在 于 复合 介 质 或 不 均 匀 介 质 中 。 两 种 不 同 介 质 串 联 ， 突 然 加 上 直 流 电 压 ， 两 层 介质 的 电 容 和 电 导 分 别 用 C1、 G1和 C2、 G2表 示 ，u 合 闸 瞬 间 ： 绝 缘 层 上 的 电 压 将 与 介 质 的 电 容 成 反比 分 配 ， 即 ： 12021 CCuu tCC 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术u稳 态 时 ： 绝 缘 层 上 的 电 压 将 与 介 质 的 电 导 成 反 比 分配 ， 即 ： 1221 GG

7、uu tCC 特 点 ： a、 极 化 过 程 缓 慢 ； b、 有 能 量 损 耗 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术4.极 化 在 工 程 实 际 中 的 应 用（ 1） 选 择 绝 缘 。 （ 2） 多 层 介 质 的 合 理 配 合 。 （ 3） 介 质 损 耗 与 极 化 类 型 有 关 ， 而 介 质 损 耗 是 绝 缘老 化 和 热 击 穿 的 一 个 重 要 影 响 因 素 。（ 4） 夹 层 极 化 现 象 在 绝 缘 预 防 性 试 验 中 ， 可 用 来 判断 绝 缘 状 况 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介

8、质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术二 、 电 介 质 的 电 导1.电 导 的 定 义 电 场 作 用 下 ， 电 介 质 中 的 带 电 质 点 作 有 向 移 动 而形 成 电 流 的 现 象 。2.电 介 质 电 导 与 金 属 电 导 的 本 质 区 别 (1)电 介 质 电 导 是 离 子 性 的 ， 而 金 属 电 导 是 电 子 性的 ； (2)电 介 质 电 导 很 小 ， 金 属 电 导 很 大 ； (3)电 介 质 电 导 具 有 正 的 温 度 系 数 ， 金 属 电 导 具 有负 的 温 度 系 数 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性

9、 能 高 电 压 技 术3.吸 收 现 象 加 直 流 电 压 U于 介 质 时 ， 其 中 流 过 的 电 流 可 分 解 为三 个 分 量 ： 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术ic-电 容 电 流 分 量 ： 电 源 对 几 何 电 容 充 电 及 无 损极 化 所 引 起 的 电 流 ； 存 在 时 间 短 ， 很 快 衰 减 至 零 ；ia-吸 收 电 流 分 量 ： 由 有 损 极 化 所 引 起 的 电 流 ；衰 减 较 慢 ， 存 在 时 间 长 -此 缓 慢 衰 减 过 程 称 为 吸收 现 象 ；I g-泄 漏 电 流 分 量

10、 ： 由 电 介 质 中 的 离 子 移 动 引 起 ；不 随 时 间 改 变 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术电 介 质 的 绝 缘 电 阻 ： gIUR 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术4.电 介 质 的 电 导（ 1） 气 体 电 介 质 的 电 导 :（ 2） 液 体 电 介 质 的 电 导 : 构 成 液 体 电 介 质 电 导 的 主 要 因 素 有 两 种 ： 离 子电 导 和 电 泳 电 导 。 离 子 电 导 是 由 液 体 本 身 分 子 或 杂 质 的 分 子 离 解出

11、 来 的 离 子 造 成 的 ； 电 泳 电 导 是 由 荷 电 胶 体 质 点 造成 的 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术 所 谓 荷 电 胶 体 质 点 即 固 体 或 液 体 杂 质 以 高 度 分散 状 态 悬 浮 于 液 体 中 形 成 了 胶 体 质 点 ， 例 如 变 压器 油 中 悬 浮 的 小 水 滴 ， 它 吸 收 离 子 后 成 为 荷 电 胶体 质 点 。 离 子 电 导 的 大 小 和 分 子 极 性 及 液 体 的 纯 净 程 度有 关 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电

12、压 技 术（ 3） 固 体 电 介 质 的 电 导 分 为 体 积 电 导 和 表 面 电 导 ， 构 成 固 体 电 介 质 电导 的 主 要 因 素 是 离 子 电 导 。 非 极 性 和 弱 极 性 固 体 电 介 质 的 电 导 主 要 是 由 杂质 离 子 造 成 的 ， 对 于 偶 极 性 固 体 电 介 质 ， 因 本 身 分子 能 离 解 ， 所 以 其 电 导 是 由 本 身 和 杂 质 离 子 共 同 造成 的 。 对 于 离 子 性 电 介 质 ， 电 导 的 大 小 和 离 子 本 身的 性 质 有 关 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能

13、 高 电 压 技 术 SV SV RR RRR RV-体 积 泄 漏 电 阻RS-表 面 泄 漏 电 阻 固 体 电 介 质 的 表 面 电 导 主 要 由 表 面 吸 附 的 水 分和 污 物 引 起 ， 介 质 表 面 干 燥 、 清 洁 时 电 导 很 小 。 介质 吸 附 水 分 的 能 力 与 自 身 结 构 有 关 。 有 亲 水 性 介 质和 憎 水 性 介 质 。 所 以 ， 介 质 的 绝 缘 电 阻 实 际 上 是 体 积 电 阻 和 表面 电 阻 两 者 的 并 联 值 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术5.影 响 电 介

14、质 电 导 的 主 要 因 素(1)温 度 离 子 电 导 随 温 度 的 升 高 而 增 加 。 (2)杂 质 由 于 杂 质 中 的 离 子 数 较 多 ， 因 此 当 介 质 中 的杂 质 增 多 时 ， 其 电 导 会 明 显 增 加 。 各 类 杂 质 中 水分 的 影 响 最 大 。 TBAe A、 B-常 数T 绝 对 温 度 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术6.电 介 质 电 导 在 工 程 实 际 中 的 应 用（ 1） 串 联 的 多 层 电 介 质 在 直 流 电 压 作 用 下 ， 各 层 电压 分 布 与 电 导 成

15、反 比 ， 因 此 设 计 用 于 直 流 的 电 气 设备 时 要 注 意 所 用 电 介 质 的 电 导 率 ， 尽 量 使 材 料 得 到合 理 的 使 用 。（ 2） 注 意 环 境 湿 度 对 固 体 电 介 质 表 面 电 导 的 影 响 ，注 意 亲 水 性 材 料 的 表 面 防 水 处 理 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术（ 3） 在 绝 缘 预 防 性 试 验 中 ， 通 过 测 量 介 质 的 绝 缘 电阻 和 泄 漏 电 流 来 判 断 绝 缘 是 否 存 在 受 潮 或 其 他 劣化 现 象 。 第 二 章 液 体

16、 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术三 、 电 介 质 的 损 耗1.定 义 在 外 加 电 压 作 用 下 ， 电 介 质 在 单 位 时 间 内 消 耗 的能 量 称 为 介 质 损 耗 。2.介 质 损 耗 的 基 本 形 式（ 1） 电 导 损 耗 ： 由 电 介 质 中 的 泄 漏 电 流 引 起 ， 交 、 直 流 电 压 下都 存 在 ， 一 般 很 小 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术（ 3） 游 离 损 耗 ：（ 2） 极 化 损 耗 ： 由 有 损 极 化 所 引 起 的 ； 仅 存 在 于

17、交 流 电 压 下 ，在 直 流 电 场 中 ， 极 化 的 建 立 过 程 仅 在 加 压 瞬 间 出现 一 次 ， 可 略 去 。 电 场 中 局 部 电 场 集 中 处 ， 当 电 场 强 度 超 过 起 始游 离 场 强 时 ， 将 出 现 游 离 放 电 而 造 成 能 量 损 耗 ； 存在 于 交 、 直 流 强 电 场 中 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术3.介 质 损 耗 的 指 标 电 介 质 等 值 电 路 可 简 化 为 并 联 和 串 联 电 路 两种 形 式 ， 对 并 联 电 路 ：（ 1） 直 流 电 压 下

18、： （ 2） 交 流 电 压 下 ： tg pR RUI UCjjXUI pCC tgCUtgUIUIP pCR 21 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术对 串 联 电 路 ： IrU Sr SCC Cj IIjXU 22222222 2222 11 tg tgCUrC rCUrCr UrZUrIP SSS SSSSSSS 对 串 、 并 联 电 路 ， 有 ： P1=P2 21 tgCC SP 一 般 tg 1， 即 tg2 0,所 以 CP CS=C,则P=P1=P2=U2 Ctg 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性

19、能 高 电 压 技 术4.电 介 质 的 损 耗 及 其 影 响 因 素 影 响 电 介 质 损 耗 的 因 素 主 要 有 温 度 、 频 率 和 电压 。 不 同 的 电 介 质 所 具 有 的 损 耗 形 式 不 同 ， 从 而 温度 、 频 率 和 电 压 对 电 介 质 损 耗 的 影 响 也 不 同 。5.介 质 损 耗 在 工 程 实 际 中 的 应 用 （ 1） 选 择 绝 缘 ； （ 2） 在 绝 缘 预 防 性 试 验 中 判 断 绝 缘 状 况 ； （ 3） 介 质 损 耗 引 起 的 发 热 有 时 也 可 以 利 用 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的

20、 电 气 性 能 高 电 压 技 术第 二 节 液 体 电 介 质 的 击 穿 特 性一 、 液 体 介 质 的 击 穿 机 理1.纯 净 液 体 介 质 的 击 穿 过 程-电 击 穿2.工 程 用 液 体 介 质 的 击 穿 过 程-小 桥 理 论 液 体 介 质 中 的 杂 质 在 电 场 作 用 下 集 中 于 电 极间 ， 排 成 杂 质 小 桥 ， 使 泄 漏 电 流 增 加 ， 局 部 发 热 ，油 及 水 分 汽 化 ， 形 成 气 体 桥 ， 沿 气 体 桥 击 穿 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术二 、 影 响 液 体

21、介 质 击 穿 电 压 的 主 要 因 素1. 液 体 介 质 品 质 的 影 响油 品 质 :油 在 标 准 油 杯 中 的 工 频 击 穿 电 压 值 （ kV） 。（ 1） 含 水 量分 子 状 态 溶 解 于 油 中小 水 珠 状 态 悬 浮 于 油 中 -对 油 的 击 穿 电 压 影 响 不 大 ；-会 产 生 极 化 ， 在 电 极 间 排 成 导 电小 桥 ， 对 油 的 击 穿 电 压 影 响 大 ；水 份 过 多 ， 沉 淀 在 油 底 部 -常 温 下 影 响 不 大 ， 随 温 度 及 其 他条 件 的 变 化 可 能 转 化 为 悬 浮 状 态 的 水 ， 对 油 的

22、 击 穿 电 压 影 响 大 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术（ 2） 含 纤 维 量（ 3） 含 气 量分 子 状 态 溶 解 于 油 中 -对 油 的 耐 电 强 度 影 响 不 大 ；自 由 状 态 的 气 体 -在 电 场 作 用 下 ， 易 形 成 小 桥 ， 油的 耐 电 强 度 明 显 下 降 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术（ 4） 含 碳 量来 源 ： 运 行 中 出 现 的 电 弧 高 温 使 绝 缘 油 分 解 而 产 生 碳 粒 。影 响 ： 新 生 的 活 性

23、碳 粒 有 很 强 的 吸 附 水 分 和 气 体 的 能 力 ，从 而 使 油 的 击 穿 强 度 提 高 。 总 之 ， 细 而 分 散 的 碳 粒 对 油 的 击 穿 强 度 影 响 不 大 ，但 碳 粒 吸 附 水 分 后 沉 积 在 固 体 介 质 表 面 ， 形 成 油 泥 ， 影 响 散 热 ， 易 造 成 油 中 沿 固 体 介 质 表 面 的 放 电 。碳 粒 导 电 ， 散 布 在 油 中 使 附 近 的 局 部 场 强 增 强 ，从 而 使 油 的 击 穿 强 度 下 降 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术2. 温 度

24、的 影 响 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术3. 电 压 作 用 时 间 的 影 响 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术4. 电 场 均 匀 程 度 的 影 响 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术5. 压 力 的 影 响 不 论 电 场 均 匀 与 否 ， 当 压 力 增 加 时 ， 工 程 用变 压 器 油 的 工 频 击 穿 电 压 会 随 之 升 高 ， 这 个 关 系在 均 匀 电 场 中 更 为 显 著 ， 其 原 因 是 随 着 压 力

25、的 增加 ， 气 体 在 油 中 的 溶 解 度 增 加 ， 气 泡 的 局 部 放 电起 始 电 压 也 提 高 ， 这 两 个 因 素 都 将 使 油 的 击 穿 电压 提 高 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术三 、 提 高 液 体 介 质 击 穿 电 压 的 方 法1. 提 高 并 保 持 油 的 品 质 （ 1） 过 滤 （ 2） 防 潮 （ 3） 祛 气 （ 4） 防 尘 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术2. 采 用 油 -屏 障 式 绝 缘（ 1） 覆 盖 层 (1mm)（ 2）

26、 绝 缘 层 (几 十 mm）（ 3） 屏 障 （ 极 间 障 ） （ 2 7mm） 防 止 杂 质 小 桥 形 成在 极 不 均 匀 电 场 中 ， 改 变 空 间电 荷 分 布 ， 均 匀 电 场 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术第 三 节 固 体 电 介 质 的 击 穿 特 性一 、 固 体 电 介 质 的 击 穿 机 理 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术1.电 击 穿（ 1） 电 击 穿 ： 由 于 介 质 中 带 电 质 点 积 聚 的 数 量 和移 动 的 速 度 达 到 一 定 时

27、 ， 形 成 导 电 通 道 。（ 2） 特 点 ： a.所 需 时 间 短 ， 击 穿 场 强 高 ； b.击 穿 电 压 与 环 境 温 度 无 关 ； c.电 场 均 匀 程 度 对 击 穿 电 压 有 显 著 影 响 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术2.热 击 穿（ 1） 热 击 穿 ： 由 于 介 质 损 耗 ， 引 起 局 部 发 热 ， 若发 热 量 大 于 散 热 量 ， 使 局 部 介 质 分 解 、 炭 化 、 烧 裂而 引 起 导 电 通 道 。（ 2） 特 点 ： a.介 质 温 度 特 别 高 (热 积 累 也 需

28、 要 一 定 时 间 )； b.热 击 穿 电 压 随 环 境 温 度 的 升 高 按 指 数 规 律 下 降 ； c.随 外 施 电 压 作 用 时 间 的 增 长 而 下 降 ； 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术 d.介 质 厚 度 增 大 时 ， 介 质 的 平 均 击 穿 场 强下 降 ； e.当 电 压 频 率 升 高 时 ， 热 击 穿 电 压 下 降 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术3.电 化 学 击 穿（ 1） 电 化 学 击 穿 ： 在 运 行 中 长 期 受 到 电 、

29、热 、化 学 和 机 械 力 等 的 作 用 ， 使 其 物 理 、 化 学 性 能 发生 不 可 逆 的 劣 化 ， 最 终 导 致 的 击 穿 。（ 2） 特 点 ： a.所 需 时 间 长 ； b.击 穿 电 压 低 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术二 、 影 响 固 体 电 介 质 击 穿 电 压 的 主 要 因 素 1.电 压 作 用 时 间 2.电 场 均 匀 程 度 和 介 质 厚 度 3.温 度 4.电 压 种 类 5.受 潮 6.累 积 效 应 7.机 械 负 荷 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性

30、 能 高 电 压 技 术三 、 提 高 固 体 电 介 质 击 穿 电 压 的 措 施 1.改 进 绝 缘 设 计 2.改 进 制 造 工 艺 3.改 善 运 行 条 件 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术第 六 节 电 介 质 的 老 化一 、 电 老 化 电 介 质 在 电 场 的 长 时 间 作 用 下 ， 其 物 理 、 化学 性 能 会 逐 渐 发 生 不 可 逆 的 劣 化 ， 最 终 导 致 电 介质 的 击 穿 ， 这 个 过 程 称 为 电 老 化 。 电 老 化 的 产 生 主 要 是 由 于 高 压 电 气 设 备 绝 缘内

31、 部 不 可 避 免 地 存 在 有 某 些 缺 陷 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术二 、 热 老 化 电 介 质 在 长 期 受 热 的 情 况 下 ， 其 绝 缘 性 能 会 发生 不 可 逆 的 劣 化 ， 这 就 是 电 介 质 的 热 老 化 。 热 老 化 的 进 程 与 电 介 质 的 工 作 温 度 有 关 ， 温 度升 高 热 老 化 过 程 加 快 。 各 种 电 介 质 都 有 一 定 的 耐 热性 能 ， 电 介 质 的 最 高 允 许 温 度 是 由 其 耐 热 性 能 决 定的 。 第 二 章 液 体 、 固

32、体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术IEC规 定 的 电 工 绝 缘 材 料 的 耐 热 等 级 （ 最 高 持 续 温 度 ） ：Y（ O） A E B F H C 90 105 120 130 155 180 220 如 果 材 料 使 用 温 度 超 过 上 述 规 定 ， 绝 缘 材 料就 将 迅 速 老 化 ， 寿 命 大 大 缩 短 。 实 验 表 明 ， 对 A级绝 缘 ， 温 度 每 增 加 8 ， 则 寿 命 缩 短 一 半 左 右 ， 这通 常 称 为 热 老 化 的 8 原 则 。 对 B级 和 H级 绝 缘 材 料而 言 ， 当 温 度 每 升 高 1

33、0 和 12 时 ， 寿 命 也 将 缩短 一 半 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术第 七 节 组 合 绝 缘 的 击 穿 特 性 高 压 电 气 设 备 的 绝 缘 在 具 有 优 异 的 电 气 性 能的 基 础 上 ， 还 应 同 时 具 有 良 好 的 热 性 能 、 机 械 性能 及 其 他 一 些 物 理 -化 学 特 性 ， 单 一 品 种 的 电 介 质是 很 难 同 时 满 足 以 上 要 求 的 ， 所 以 实 际 电 气 设 备的 绝 缘 通 常 都 不 是 由 单 一 的 电 介 质 构 成 的 ， 而 是由 多 种

34、 电 介 质 组 合 而 成 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术一 、 组 合 绝 缘 的 介 电 常 数 与 介 质 损 耗1.介 电 常 数 组 合 绝 缘 的 相 对 介 电常 数 为 -固 体 电 介 质 的 相 对 介 电 常 数 -浸 渍 介 质 的 相 对 介 电 常 数xSS xx )1(sx 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术2.介 质 损 耗 组 合 绝 缘 的 组 合 绝 缘 的 总 介 质 损 失 角 正 切 为 -固 体 电 介 质 的 介 质 损 失 角 正 切 -浸

35、 渍 介 质 的 介 质 损 失 角 正 切 S xxxSS x xtgxxtgtg )1(1)1(1 Stgxtg 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术二 、 组 合 绝 缘 的 击 穿 特 性 组 合 绝 缘 的 整 体 击 穿 电 压 取 决 于 外 加 电 压 在 组 合绝 缘 中 各 电 介 质 上 的 电 压 分 布 。 理 想 的 电 压 分 布 应 该 是 各 层 电 介 质 所 承 受 的 场 强与 该 层 介 质 的 耐 电 强 度 成 正 比 ， 这 样 整 个 组 合 绝 缘 的电 气 强 度 最 高 ， 各 层 绝 缘 材

36、 料 的 利 用 也 最 合 理 、 最 充分 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术 各 层 绝 缘 所 承 受 的 电 压 与 绝 缘 材 料 的 特 性 和 作用 电 压 的 类 型 有 关 。 直 流 电 压 下 ， 各 层 绝 缘 分 担 的 电 压 与 其 绝 缘 电阻 成 正 比 ； 交 流 和 冲 击 电 压 下 ， 各 层 介 质 所 分 担 的 电 压 与其 电 容 成 反 比 ， 即 各 层 中 的 电 场 强 度 与 其 介 电 常 数成 反 比 。 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电

37、压 技 术小 结 极 化 、 电 导 、 损 耗 及 击 穿 是 电 介 质 的 基 本 电 气 特性 ， 相 应 的 物 理 参 数 分 别 为 相 对 介 电 常 数 ， 电 导率 ， 介 质 损 耗 因 数 和 击 穿 电 压 ， 它 们 的 大小 可 用 来 综 合 判 断 电 介 质 的 绝 缘 性 能 ；电 介 质 的 极 化 可 分 为 无 损 极 化 和 有 损 极 化 两 大 类 。无 损 极 化 包 括 电 子 位 移 极 化 和 离 子 位 移 极 化 ， 有损 极 化 包 括 转 向 极 化 和 夹 层 极 化 ； r tg bU 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介

38、 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术电 介 质 的 电 导 与 金 属 的 电 导 有 着 本 质 的 区 别 ；电 介 质 的 损 耗 包 括 电 导 损 耗 、 极 化 损 耗 和 游 离 损耗 三 种 形 式 ；纯 净 液 体 电 介 质 的 击 穿 属 于 电 击 穿 而 含 有 杂 质 的液 体 电 介 质 的 击 穿 则 属 于 热 击 穿 ；固 体 电 介 质 的 击 穿 与 电 压 作 用 时 间 有 很 大 的 关 系 ，随 电 压 作 用 时 间 的 不 同 ， 固 体 电 介 质 的 击 穿 有 电击 穿 、 热 击 穿 和 电 化 学 击 穿 三 种 形 式 ； 第 二 章 液 体 、 固 体 电 介 质 的 电 气 性 能 高 电 压 技 术根 据 老 化 的 机 理 不 同 ， 电 介 质 的 老 化 主 要 有 电 老化 和 热 老 化 ；组 合 绝 缘 的 耐 电 强 度 不 仅 取 决 于 各 层 介 质 的 电 气特 性 ， 还 与 各 层 介 质 之 间 的 相 互 配 合 是 否 得 当 有关 。 组 合 绝 缘 中 各 层 介 质 所 承 受 的 电 场 强 度 应 与其 耐 电 强 度 成 正 比 。