第5章液体和固体介质的电气特性.ppt

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1、第5章 液体和固体介质的电气特性,5.1 电介质的极化、电导与损耗5.2 液体介质的击穿5.3 固体介质的击穿5.4 组合绝缘的特性5.5 绝缘的老化,高电压工程基础,藉颠欲厢贩径遏典群测宛泥奖刀与遮翰垃念舍支茅园粘末涎倾宋竿笺言信第5章 液体和固体介质的电气特性第5章 液体和固体介质的电气特性,5.1 电介质的极化、电导与损耗,5.1.1 电介质的极化1.介电常数、相对介电常数平行平板电容器在真空中的电容量为当极板间插入固体介质后，电容量为式中 A极板面积，cm2；d极间距离，cm；介质的介电常数 0真空的介电常数，0=8.8610-14F/cm定义 为介质的相对介电常数。,高电压工程基础,

2、肩铸谩胳膳瓦救伪锅屉着霸明预镊仪邯席幅桃育哟祝奠坍迈选旷腿弥嘲诲第5章 液体和固体介质的电气特性第5章 液体和固体介质的电气特性,2.极化 概念：在外加电场的作用下，固体介质中原来彼此中和的正、负电荷产生了位移，形成电矩，使介质表面出现了束缚电荷，即极板上电荷增多，因而使电容量增大。分类：,高电压工程基础,啪抗哨谆覆浴彭铺溪矫满坪挑灵炉冷睡兽沈订栋诉茨决窑晓样鹤维歧返学第5章 液体和固体介质的电气特性第5章 液体和固体介质的电气特性,（1）电子式极化存在于一切物质中；极化所需的时间极短，约10-15s；具有弹性，没有损耗；温度对电子式极化影响不大。（2）离子式极化弹性极化；极化过程所需的时间很

3、短，约10-13s；温度对此极化存在一定影响，r一般具有正的温度系数。（3）偶极子极化转向极化，非弹性；极化所需的时间较长，约10-10s10-2s；r在低温下先随温度的升高而增加，以后当热运动变得强烈时，r又随温度上升而减小。,高电压工程基础,脊纵案河忘感净蚌夕浓贩审灾认娩蒸褐惶棕唁肘湛赋注刨葫窝绩泉问辱玻第5章 液体和固体介质的电气特性第5章 液体和固体介质的电气特性,高电压工程基础,笨闺罢员革聪伎抒琴煮慢寸撼氧移炒肾货粘褒栓往李渭力尧胁痞赶澎挞柬第5章 液体和固体介质的电气特性第5章 液体和固体介质的电气特性,5.1.2 电介质的电导 电介质电导主要是离子电导，表征电导的参数是电导率，在

4、高电压工程中一般常用电阻率来表征介质的绝缘电阻。液体与固体电介质的电导率与温度有下述关系：式中 A常数，与介质性质有关；T热力学温度，单位为K；电导活化能；k波尔兹曼常数。,高电压工程基础,王仪辫闻屈纺罕缴猎码脓浪蕉怂实秽析废置横惶溜装希丢刊埔哼们差簿湍第5章 液体和固体介质的电气特性第5章 液体和固体介质的电气特性,1.体积电阻 体积电阻率为：体积电导率为：其中，d（cm）为电介质厚度，S（cm2）为电极表面积。,体积电阻的测量电路,高电压工程基础,搜嚷嘴莽昏茅勺卤拎辉熏捶捎坝忌升挺滴剖苯删异辈摈拄颗安胖滥趟养悟第5章 液体和固体介质的电气特性第5章 液体和固体介质的电气特性,2.表面电阻

5、表面电阻率为：表面电导率为：其中，d（cm）为电介质厚度，l（cm）为电极长度。,表面电阻的测量电路,高电压工程基础,敌咀咙叁绳砸航柑抹侨狈衷胖脖拓骡掐室兴谬号危孩华犯臻玖恤彭豺允氦第5章 液体和固体介质的电气特性第5章 液体和固体介质的电气特性,5.1.3 电介质的能量损耗,高电压工程基础,电介质的能量损耗简称介质损耗，包括由电导引起的损耗和由极化引起的损耗。,介质损耗为：,P值和试验电压、试品电容量等因素有关，不同试品间难于互相比较，所以改用介质损失角的正切tan来判断介质的品质。,哦只舌丧秦缔鸣谎狐姿殊酱堕注磊筹翠盲保滦弱惰钒镭挠区岭匡予打僳升第5章 液体和固体介质的电气特性第5章 液体

6、和固体介质的电气特性,对于有损介质，电导损耗和极化损耗都是存在的，可用三个并联支路的等值回路来表示。,高电压工程基础,有损介质可用电阻、电容的串联或并联等值电路来表示。主要损耗是电导损耗，常用并联等值电路；主要损耗由介质极化及连接导线的电阻等引起，常用串联等值电路。,R反映电导损耗,C0反映电子式和离子式极化,反映有损极化吸收电流,木抨赂赂奈诣淖阿九抿隘坷睫逗再玄翰呼邵岛擦龙哲冀惟眉店致源岭吵仅第5章 液体和固体介质的电气特性第5章 液体和固体介质的电气特性,高电压工程基础,5.2 液体介质的击穿,纯净的液体介质：击穿过程与气体击穿的过程很相似，但其击穿场强高（很小的均匀场间隙中可达到1MV/

7、cm）工程用的液体介质：击穿场强很少超过300kV/cm，一般在200kV/cm250kV/cm的范围内（以上击穿场强值均指在标准试油杯中所得数据）原因：工程液体介质的击穿是由液体中的气泡或杂质等引起的，即气泡或杂质在电场作用下在电极间排成“小桥”，引起击穿，即“小桥理论”。,鼠睦浆跨沟相淌棱金念囱彝辊稚妨厄耙互待州嚏滨缀晌乡赂诵携挨瓷碟契第5章 液体和固体介质的电气特性第5章 液体和固体介质的电气特性,高电压工程基础,绝缘外壳,黄铜电极,标准试油杯（图中尺寸均为mm）,油间隙距离2.5mm,缠食堵锹殷绰蔓铭合缮喻费汰暴釉苗樊谣壬绞丢快克衰暖掇江碍彤芒嘉美第5章 液体和固体介质的电气特性第5章

8、 液体和固体介质的电气特性,（1）杂质的影响水分：极微量的水分可溶于油中，对油的击穿强度没有多大影响。影响油击穿的是呈悬浮状态的水分。,高电压工程基础,标准油杯中变压器油的工频击穿电压Ub和含水量W的关系,W为110-4时已使油的击穿强度降得很低。含水量再增大时，影响不大,5.2.1 影响液体介质击穿的因素,棵犊词碱恫弘排倒隆其匡昆典嘉志滇去溃涣诈牙卯业橇暗平砧钟窄放叼玉第5章 液体和固体介质的电气特性第5章 液体和固体介质的电气特性,高电压工程基础,5.2.2 减小杂质影响的措施,（1）过滤 使油在压力下通过滤油机中的滤纸，即可将纤维、碳粒等固态杂质除去，油中大部分水分和有机酸等也会被滤纸所

9、吸附。（2）防潮 绝缘件在浸油前必须烘干，必要时可用真空干燥法去除水分。（3）祛气 将油加热，喷成雾状，并抽真空，可以达到去除油中水分和气体的目的。（4）用固体介质减小油中杂质的影响 常用措施为覆盖层、绝缘层和屏障。,弊废肢转蔡婴交恩蝶洛物宛臭朝对筑萝醇暴况顾雇喻愤只罕井创牙括邦忠第5章 液体和固体介质的电气特性第5章 液体和固体介质的电气特性,高电压工程基础,5.3 固体介质的击穿,固体介质的固有击穿强度比液体和气体介质高，其击穿的特点是击穿场强与电压作用的时间有很大的关系。,悯倾敷鹰普媒呛直巳敷浑染鹏骡私尤娩坐轿猫砍琼熟戎径抠扫广还坊辣竞第5章 液体和固体介质的电气特性第5章 液体和固体介质的电气特性,高电压工程基础,5.5 绝缘的老化,绝缘的老化 固体和液体介质在长期运行过程中会发生一些物理变化和化学变化，导致其机械和电气性能的劣化。,绝缘老化的原因 热老化、电老化、机械力的影响、环境的影响,栓畜箕汛宅茅缝叔呼剿曰先煤台怀实芽底租耗勘市钱耐撬坝痒酒慌浚昏枣第5章 液体和固体介质的电气特性第5章 液体和固体介质的电气特性,