1.电介质的极化、电导和损耗.pptVIP

绪论 课程地位：电气工程专业平台课之一 课程学时安排：讲课40学时，实验16学时(独立开课) 成绩评定：考试70％＋(考勤＋课堂回答问题+作业)30％ 教材：《高电压技术》（第四版）沈其工等编 参考书： 《高电压工程》，中国电力，林福昌 《电网过电压教程》，中国电力，陈维贤 《高电压试验技术》，清华，张仁豫 《高电压技术》，中国电力，赵智大 一．输电电压等级的划分： 高压（HV）： 35～220KV 超高压（EHV）：330～750KV 特高压（UHV）：1000KV及以上 二．高电压技术的研究对象 高电压绝缘与试验： 1.绝缘材料(电介质)的电气物理性能和击穿的理论、规律（实践到理论）。 2.高压试验：判断、监视绝缘质量的主要试验方法。 电力系统的过电压： 3.过电压的成因与限制措施。 第一篇：高电压绝缘及试验 第一章 电介质的极化、电导和损耗 第二章 气体放电的物理过程 第三章 气隙的电气强度 第四章 固体、液体和组合绝缘的电气强度 2.离子位移极化 极化机理：正负离子位移 介质类型：离子性介质 建立极化时间：极短，10-12~10-13 s 极化程度影响因素： 电场强度（有关） 电源频率（无关） 温度（随温度升高而增加） 极化弹性：弹性 消耗能量：极微 极化机理：极性分子转向 介质类型：偶极性及有离子弛豫性极化的离子性介质 建立极化时间：需时较长，10-6?10-2 s 极化程度影响因素： 电场强度（有关） 电源频率（有关） 温度（低温段随温度增加，温度较高时降低） 极化弹性：非弹性 消耗能量：有 4.空间电荷极化 极化机理：正负离子移动 介质类型：含离子和杂质离子的介质 建立极化时间：很长 极化程度影响因素： 电场强度（有关） 电源频率（低频下存在） 温度（有关） 极化弹性：非弹性 消耗能量：有 §1-2 电介质的介电常数 1 气体电介质的介电常数 气体分子间的距离很大，密度很小，气体的极化率很小，一切气体的相对介电常数都接近1 气体的介电常数随温度的升高略有减小，随压力的增大略有增加，但变化很小 部分气体的相对介电常数（环境条件 20℃, 1 atm） 2 液体电介质的介电常数 非极性和弱极性电介质 如石油、苯、四氯化碳、硅油等，?r数值不大，在1.8?2.8范围内。介电常数和温度的关系和单位体积中的分子数与温度的关系相似。 极性电介质 如蓖麻油、氯化联苯等，?r数值在4?6范围内，还能用作绝缘介质。 强极性电介质 如酒精、水等，?r10，此类液体电介质用作电容器浸渍剂，可使电容器的比电容增大，但通常损耗都较大。 介电常数同温度和频率的关系（氯化联苯） （1）T不变，f增大，?r 减小。 （2）f不变， T升高，?r先增（分子间黏附力↓ ）后减（热运动↑ ） 3 固体电介质的介电常数 非极性和弱极性固体电介质： 聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、石蜡、石棉、无机玻璃等都属此类； 只有电子式极化和离子式极化， ?r不大，通常在2.0?2.7范围； 介电常数与温度的关系与介质密度与温度的关系相近 极性固体电介质： 树脂、纤维、橡胶、虫胶、有机玻璃、聚氯乙烯和涤纶等 ?r 较大，一般为3~6，还可能更大。 ?r和T及f的关系和极性液体的相似 离子性电介质： 如陶瓷，云母等，相对介电常数?r 一般在5~8左右 分成三个区域 区域1：液体电介质的电导在电场比较小的情况下，遵循欧姆定律 区域2：随着场强的增大，有一平坦区域 区域3：场强继续增大超过某一极限，引起电流激增，最终击穿 5.讨论介质损耗的意义 设计绝缘结构时，应注意到绝缘材料的tg? 值。若tg? 过大会引起严重发热，使材料劣化，甚至可能导致热击穿 用于冲击测量的连接电缆，其tg? 必须要小，否则冲击电压波在其中传播时将发生畸变，影响测量精度 在绝缘试验中，tg? 的测量是一项基本测试项目。当绝缘受潮劣化或含有杂质时，tg? 将显著增加，绝缘内部是否存在局部放电，可通过测tg? —U的关系曲线加以判断 用做绝缘材料的介质，希望tg? 小。在其他场合，可利用tg? 引起的介质发热，如电瓷泥坯的阴干需较长时间，在泥坯上加适当的交流电压，则可利用介质损耗发热，加速干燥过程 2.电介质电导与金属电导的区别 3.液体和固体电介质的γ与温度的关系： 带电质点：电介质中为离子（固有离子，杂质离子）； 金属中为自由电子 数量级：电介质的γ小，泄漏电流小；金属的电导电流很大