電介質的極化、電導和損耗(編輯修改稿)
2025-06-15 15:52 本頁面
【文章內容簡介】 IUR ??2121RRRRR???R1—— 體積絕緣電阻； R2—— 表面絕緣電阻。 23 ? 介質的絕緣電阻或介質電導決定了介質中的泄漏電流。 ? 泄漏電流大，將引起介質發(fā)熱，加快絕緣介質的老化。因此，一般所指泄漏電流是流過介質內部的電流，相應的絕緣電阻是體積絕緣電阻，以此來反映介質內部的情況。 ? 由于表面電阻受外界的影響很大，因此在工程上測量絕緣電阻時，應在測量回路中加以輔助電極，使表面泄漏電流不通過測量表。 ? 以后如不加以特殊說明，絕緣電阻均指體積絕緣電阻。 24 測量介質中電流的電路圖 25 ? 介質電導的大小與帶電質點的密度、速度、電荷量、外施電場有關。 ? 溫度越高，參與漏導的離子越多，即電導電流越大。因此，介質電阻具有負的溫度系數(shù)，與金屬電阻相反。 當介質中出現(xiàn)自由電子構成的電子電流時，表明介質即將擊穿或已擊穿，此時介質不能再作絕緣體，這時絕緣電阻值將急劇下降。 電介質的絕緣電阻隨溫度上升而下降，近似于指數(shù)關系： R0—— 溫度為 0℃ 的絕緣電阻； Rit—— 溫度為 t℃ 的絕緣電阻； ?—— 溫度系數(shù) 0 titR R e ???26 ic：快速極化造成的位移電流 ia：空間電荷極化等緩慢極化 形成的，又稱吸收電流 ig：趨向穩(wěn)定值的漏導電流，又稱泄漏電流 tI 0i ci 39。 ci 39。 ai gt i a0 電介質的電導電流 27 0介質等值電路 其中 Cg為純電容支路，代表介質的幾何電容及無損極化過程，流過的電流 ig ； Cp — Rp代表有損極化（空間電荷極化）電流支路，流過電流 ip ； Rlk 代表電導電流支路，流過的電流為 ilk。 28 在工程中使用得最多的是空氣，其帶電質點來源主要有兩方面： 一是外界紫外線、宇宙射線等照射，產生游離 ,離子濃度約為 500?1000對 /cm3； 二是在強電場作用下，氣體中電子的碰撞游離。 實驗電路如圖所示 一、氣體電介質的電導 29 區(qū)域 1： E1≈5 103 V/cm， 電流密度 j 隨著 E 增加而增加 區(qū)域 2： 場強進一步增大 ，j趨向飽和 區(qū)域 3： 場強超過 E2≈103 V/cm時 ， 氣體電介質將發(fā)生碰撞電離 ， 從而使氣體電介質電導急劇增大 氣體電介質中的電流密度 — 場強特性 當外加電壓小于擊穿場強時，空氣的電導率是很小的，為 1015?1016（?1 cm1），故是良好的絕緣體。氣體電導主要是電子電導。 30 ? 形成電導電流的帶電質點主要有兩種：一是構成液體的基本分子或雜質離解而成帶電質點，構成離子電導。二是由于相當大的帶有電荷的膠體質點構成電泳電導。 ? 中性和弱極性液體，在純凈時，電導很小，而當含有雜質和水分時，其電導顯著增加，絕緣性能下降，其電導主要由雜質離子構成。 ? 極性和強極性液體介質，其分解作用很強，離子數(shù)多，電導很大；一般情況下，不能作絕緣材料。 ? 液體的分子結構、極性強弱，、純凈程度、介質溫度等對電導影響很大，各種液體電介質的電導可能相差懸殊，工程上常用的變壓器油、漆和樹脂等都屬于弱極性。 二、 液體電介質的電導 31 區(qū)域 1： 液體電介質的電導在電場比較小的情況下 ， 遵循歐姆定律 區(qū)域 2： 隨著場強的增大 ， 與氣體相似 ， 有一平坦區(qū)域 區(qū)域 3： 場強繼續(xù)增大超過某一極限 ， 電極發(fā)射電子引起電流激增 ， 最終擊穿 液 體 電 介
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