高鐵高壓供電設(shè)備之液體和固體電介質(zhì)的擊穿特性-電介質(zhì)的極化

電介質(zhì)的極化01主要內(nèi)容02電介質(zhì)的極化學(xué)習(xí)目標(biāo):01掌握電介質(zhì)極化的概念02掌握介電常數(shù)的定義電介質(zhì)的極化液體：變壓器油、電容器油、電纜油固體：絕緣紙、紙板、云母、塑料、電瓷、玻璃、硅橡膠液體介質(zhì)和固體介質(zhì)廣泛用作電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣。主要內(nèi)容電介質(zhì)的極化電介質(zhì)的極化極化（a）極間為真空；（b）極間放置固體介質(zhì)極化現(xiàn)象當(dāng)有外電場作用時(shí)，電介質(zhì)中的正、負(fù)電荷將沿著電場方向作有限的位移或者轉(zhuǎn)向而形成電矩，這種現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的極化。電介質(zhì)的極化電介質(zhì)的相對介電常數(shù)

εr

表征電介質(zhì)在電場作用下極化現(xiàn)象強(qiáng)弱的指標(biāo)。εr

值愈大，電介質(zhì)的極化特性愈強(qiáng)。εr值由電介質(zhì)的材料決定，并與溫度、頻率等因素有關(guān)。電介質(zhì)的極化材料類別名稱εr（工頻，20℃）氣體介質(zhì)（標(biāo)準(zhǔn)大氣條件）中性空氣、氮?dú)?.000581.00060極性二氧化硫1.009液體介質(zhì)弱極性變壓器油、硅有機(jī)液體2.22.2~2.8極性蓖麻油、氯化聯(lián)苯4.54.6~5.2強(qiáng)極性酒精、水3381固體介質(zhì)中性或弱極性石蠟、聚苯乙烯、聚四氯乙烯、松香、瀝青2.0~2.52.5~2.62.0~2.22.5~2.62.6~2.7極性纖維素、膠木、聚氯乙烯6.54.53.0~3.5離子型云母電瓷5~75.5~6.5常用電介質(zhì)的

εr

值真空：εr=1εr≈1各種氣體：εr=2～6常用的液體、固體：電介質(zhì)極化的形式01極化的形式02電介質(zhì)極化的工程意義主要內(nèi)容極化的形式：1.電子式極化2.離子式極化3.偶極子極化4.空間電荷極化5.夾層極化電介質(zhì)極化的形式一、極化的形式1、電子式極化電子式極化（a）無外加電場；（b）有外加電場E=0E≠0電介質(zhì)極化的形式2、離子式極化離子式極化（a）無外加電場；（b）有外加電場E=0E電介質(zhì)極化的形式3、偶極子極化偶極子極化（a）無外加電場；（b）有外加電場電介質(zhì)極化的形式4、空間電荷極化電介質(zhì)中多少都會(huì)存在一些可遷徙的電子或離子，在電場作用下這些帶電質(zhì)點(diǎn)將發(fā)生移動(dòng)，并聚積在電極附近的介質(zhì)界面上，形成宏觀的空間電荷，這種極化稱為空間電荷極化。電介質(zhì)極化的形式空間電荷極化一般進(jìn)行得比較緩慢，而且需要消耗能量，屬于有損極化。在電場頻率較低的交變電場中容易發(fā)生這種極化。在高頻電場中，由于帶電質(zhì)點(diǎn)來不及移動(dòng)，這種極化難以發(fā)生。電極EE（a）雙層介質(zhì)示意圖（b）等值電路電介質(zhì)極化的形式5、夾層極化雙層介質(zhì)的極化二、電介質(zhì)極化的工程意義1在選擇高壓電氣設(shè)備的絕緣材料時(shí)，除了注意材料的電氣強(qiáng)