電介質(zhì)的極化、電導(dǎo)和損耗-在線瀏覽
2025-07-13 15:52本頁面
【正文】 、 橡膠 、 蟲膠 、 有機(jī)玻璃 、 聚氯乙烯和滌綸等 。 ?r和 T及 f的關(guān)系和極性液體的相似 四、 固體電介質(zhì)的介電常數(shù) 15 16 五、討論極化的意義 1. 選擇絕緣 在實(shí)際選擇絕緣時(shí) ， 除了考慮電氣強(qiáng)度外 ， 還應(yīng)考慮介電常數(shù) ?r 選擇用于電容器中的絕緣材料時(shí) ， 若追求同體積條件有較大電容量 ， 要選擇 ?r 較大的介質(zhì) ， 這樣 ， 電容器單位容量的體積和重量就可以減小 。 17 2. 多層介質(zhì)的合理配合 對(duì)于多層介質(zhì) ， 在交流及沖擊電壓下 ， 各層電壓分布與其 ?r成反比 ， 要注意選擇 ?r， 使各層介質(zhì)的電場分布較均勻， 從而達(dá)到絕緣的合理應(yīng)用 3. 材料的介質(zhì)損耗與極化類型有關(guān) ，而介質(zhì)損耗是影響絕緣劣化和熱擊穿的一個(gè)重要因素。 在使用電容器等電容量很大的設(shè)備時(shí)，必須特別注意吸收電荷可能對(duì)人身安全造成的威脅。 電介質(zhì)極化應(yīng)用實(shí)例一 19 解： (1)插入前： Ea=V0/d=55/2= kV/cm (2)插入后： Vs/Va= ?a / ?s， 得 Va= V0=Vs+Va= Vs=V0/=55/= (kV) Es= kV/cm Va=V0Vs== (kV) Ea= kV/cm30 kV/cm的空氣擊穿場強(qiáng) 故插入聚乙烯板后空氣間隙擊穿 20 對(duì)于同軸電纜，可采用多層介質(zhì)，在靠近內(nèi)電極處采用介電常數(shù)大的好處是什么？為什么？從介電常數(shù)的角度來分析油紙絕緣在套管中是如何改善電場分布的。 在外電場作用下 ， 這些帶電質(zhì)點(diǎn)作定向運(yùn)動(dòng) ， 形成電流 。 22 0漏導(dǎo)電流和絕緣電阻 在電介質(zhì)上加上直流電壓，初始瞬時(shí)由于各種極化的存在，流過電介質(zhì)的電流很大，之后隨時(shí)間而變化。 這個(gè)電阻值包括了絕緣介質(zhì)的體積絕緣電阻和表面絕緣電阻 IUR ??2121RRRRR???R1—— 體積絕緣電阻； R2—— 表面絕緣電阻。 ? 泄漏電流大，將引起介質(zhì)發(fā)熱，加快絕緣介質(zhì)的老化。 ? 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(shí)，應(yīng)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。 24 測量介質(zhì)中電流的電路圖 25 ? 介質(zhì)電導(dǎo)的大小與帶電質(zhì)點(diǎn)的密度、速度、電荷量、外施電場有關(guān)。因此，介質(zhì)電阻具有負(fù)的溫度系數(shù)，與金屬電阻相反。 電介質(zhì)的絕緣電阻隨溫度上升而下降，近似于指數(shù)關(guān)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(dǎo)電流，又稱泄漏電流 tI 0i ci 39。 ai gt i a0 電介質(zhì)的電導(dǎo)電流 27 0介質(zhì)等值電路 其中 Cg為純電容支路，代表介質(zhì)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(dǎo)電流支路，流過的電流為 ilk。 實(shí)驗(yàn)電路如圖所示 一、氣體電介質(zhì)的電導(dǎo) 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(qiáng)進(jìn)一步增大 ，j趨向飽和 區(qū)域 3： 場強(qiáng)超過 E2≈103 V/cm時(shí) ， 氣體電介質(zhì)將發(fā)生碰撞電離 ， 從而使氣體電介質(zhì)電導(dǎo)急劇增大 氣體電介質(zhì)中的電流密度 — 場
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