高電壓技術電介質(zhì)電導和損耗課件

電介質(zhì)的電導和損耗電介質(zhì)中的傳導電流

電氣傳導電流概念：是表征單位時間內(nèi)通過某一截面的電量

傳導電流的組成：電介質(zhì)中的傳導電流含漏導電流和位移電流兩個分量

漏導電流：由介質(zhì)中自由的或聯(lián)系弱的帶電質(zhì)點在電場作用下運動造成的

位移電流：由電介質(zhì)極化造成的吸收電流 電介質(zhì)電導—充電電流

—吸收電流（數(shù)分鐘以上）

—泄漏電流

電介質(zhì)中的電導是由于電介質(zhì)的基本物質(zhì)及其中所含雜質(zhì)分子的化學分解或熱離解形成帶電質(zhì)點(電子、正離子、負離子)，沿電場方向移動而造成的。它是離子式的電導，也就是電解式的電導。測量介質(zhì)中電流的電路圖固體介質(zhì)中的電流與時間的關系二、液體電介質(zhì)電導一是由液體本身的分子和雜質(zhì)的分子解離成離子，構成離子電導；

二是由液體中的膠體質(zhì)點(如變壓器油中懸浮的小水滴)吸附電荷后，變成帶電質(zhì)點，構成電泳電導。

特點：1、與純凈度有關:雜質(zhì)越多，電導越大2、與介質(zhì)分子的離解度有關:介電常數(shù)越大，電導越大3、與溫度有關溫度升高液體電介質(zhì)粘度降低，離子遷移率增加，電導增大溫度升高液體電介質(zhì)或離子的熱離解度增加，電導增大

A、B—常數(shù)；T—絕對溫度—電導率4、與電場強度有關:當場強到達一定程度后，電導將迅速增大見表見圖見圖

用三電極法測量介質(zhì)的體積電阻率ρV為

式中S為測量電極的面積，d為介質(zhì)厚度，RV由測量的漏導電流ig及電壓值決定，RV=U/ig。那么介質(zhì)的體積電導率γV則為三、固體電介質(zhì)的體積電導離子電導：帶電粒子是離子，低電場電導區(qū)（介質(zhì)的工作范圍），以離子電導為主電子電導：帶電粒子是電子，高電場電導區(qū)，以電子電導為主特點：1、與溫度有關，與液體類似2、與電場強度有關：當電場強度大于某一定值時3、與雜質(zhì)有關：合成高分子絕緣材料的催化劑、增塑劑、填料（以增大機械強度，改善耐弧性、耐熱性等）；多孔性纖維材料易吸入水分等—電導率與電場強度無關時的電導率—電導率與電場強度無關時的最大電場強度—與材料性質(zhì)有關的常數(shù)見圖見表單位Ω

介質(zhì)的表面電阻率和電導率：l代表兩電極間距，b代表電極長。實際測量時用平行電極存在極間場強不均勻的問題需加保護電極，或者用三電極法上的同心圓環(huán)測量四、固體電介質(zhì)的表面電導由附著于介質(zhì)表面的水分和污穢引起特點：1、與環(huán)境因素有關2、與絕緣材料的憎水性有關3、與絕緣材料的性質(zhì)有關

如：·電瓷能被水濕潤，但表面無臟物時，即使在潮濕環(huán)境仍能保持相當大的電阻率·大部分玻璃部分溶于水，但表面電阻較小，而且與溫度關系較大·多孔性纖維材料不僅表面電阻小，體積電阻也小見表討論介質(zhì)電導的意義:1、在絕緣預防性試驗中，要測絕緣電阻和泄漏電流以判斷絕緣是否受潮或有其它劣化現(xiàn)象。在試驗中需注意將表面電導與體積電導區(qū)別開來。圖:某變壓器的絕緣電阻與時間關系曲線1受潮時；2經(jīng)干燥后吸收比:通常用加壓60s測量的絕緣電阻與加壓15s測量的絕緣電阻的比值可以有效地判斷絕緣的好壞，即

如良好、干燥的絕緣，吸收電流較大，K值較大（應大于某一定值）；受潮或有缺陷的絕緣，吸收比較小。電介質(zhì)損耗因為：所以：電導損耗極化損耗包括均勻介質(zhì)中總的有功損耗：1、氣體電介質(zhì)中的損耗1、當場強不足以產(chǎn)生碰撞電離時氣體中的損耗是由電導引起的，損耗極?。ǎ?0-8）2、當外施電壓U超過局放起始電壓U0時，將發(fā)生局部放電，損耗急劇增加，這在高壓輸電線上是常見的，稱為電暈損耗。損耗主要由電導決定1、損耗功率P：當頻率升高到一定值時，轉向極化跟不上頻率的變化，損耗功率趨于恒定2、介電常數(shù)：當頻率升高到一定值時，轉向極化跟不上頻率的變化，介電常數(shù)也達到較低的穩(wěn)定值3、損耗：當頻率升高到一定值時，轉向極化跟不上頻率的變化，與頻率成反比地減小tg∝p/fr3、固體電介質(zhì)中的損耗1、極性固體電介質(zhì)包括：纖維材料——紙、纖維板等結構不緊的材料含有極性基的有機材料——聚氯乙烯、有機玻璃、酚醛樹脂、硬橡膠等2、極性固體電介質(zhì)的與溫度、頻率的關系和極性液體相似，其值較大，高頻下更為嚴重，1、反映單位體積中的損耗，與絕緣體的體積大小無關例1：當試品絕緣有兩種不同絕緣并聯(lián)組成

則：

當C2/Cx越小，C2中缺陷（增大）在測整體的時越難發(fā)現(xiàn)解決辦法是分解測量（如分別對變壓器線圈和套管的進行測量）

例2：當集中性缺陷所占的體積相對于被試絕緣的體積越小，則集中性缺陷處的介質(zhì)損耗占被試絕緣全部介質(zhì)損耗中的比重越小如：電機、電纜設備，被試絕緣體積較大，雖然集中性缺陷的發(fā)展是運行中故障的主要原因，但測很難發(fā)現(xiàn)，一般不測電介質(zhì)損耗的特點及影響因素2、與溫度和頻率有復雜的關系3、與試驗電壓的關系當所加試驗電壓足以使絕緣中的氣泡游離或足以使絕緣產(chǎn)生電暈或局部放電等情況時，的值將隨試驗電壓的升高而迅速增大。因此，測定所用的電壓，最好接近于被試品的正常工電壓，所加電壓過低不易發(fā)現(xiàn)絕緣中的缺陷；而過高則容易對絕緣造成不必要的損傷．1、在絕緣預防性試驗中，是一基本測試項目，當絕緣受潮或劣化時急創(chuàng)上升。絕緣內(nèi)部是否普遍發(fā)生局部放電，也可以通過測~U的關系曲線加以判斷2、絕緣結構設計時，必須注意到絕緣材料的，如過大而引起嚴重發(fā)熱，將使材料容易劣化，甚至可能導致熱不穩(wěn)定——熱擊穿3、用于沖擊測量的連接電纜，其絕緣的必須很小，否則沖擊波在電纜中傳播時波形將發(fā)生嚴重畸變，影響測量精確度4、但介質(zhì)損耗引起的介質(zhì)發(fā)熱有時也可以利用討論電介質(zhì)損耗的意義分成三個區(qū)域區(qū)域a：液體電介質(zhì)的電導在電場比較小的情況下，遵循歐姆定律區(qū)域b：隨著場強的增大，與氣體相似，有一平坦區(qū)域區(qū)域c：場強繼續(xù)增大超過某一極限，因Shottky效應電極發(fā)射電子引起電流激增，最終擊穿分三個區(qū)域區(qū)域a：符合歐姆定律，也稱低場強領域區(qū)域b：電流隨場強非線性增加區(qū)域c：出現(xiàn)破壞先導電流區(qū)域b、c也稱高場強領域和液體、氣體不同，固體中的電壓－電流特性沒有飽和狀態(tài) 結構緊密，潔凈的離子性電介質(zhì)，電阻率為1017Ω?cm~101