第二章液体和固体电介质的绝缘性能 电气设备中,除了某些地方采用气体作为绝缘外,广泛采用的 是液体和固体电介质作绝缘。固体介质除用作绝缘外,还常作为 极间障,以提高气体或液体间隙的绝缘强度。液体介质除用作绝 缘外,还常作为载流导体和磁导体的冷却剂,在一些开关电器中, 还可用它做灭弧材料。因此,对用作绝缘材料的固体和液体介质, 不仅要求其绝缘强度高,而且随其用途的不同,还要求其有电、 热、机械、化学和物理等方面的性能。为此必须要研究液体、固 体介质的电气性能和击穿机理,以及影响其绝缘强度的各种因素, 从而了解判断其绝缘老化和损伤的程度,合理地选择和使用绝缘 材料。 电介质的性能一般用相对介电常数ε、电导率Y或其倒数电阻 率ρ、介质损耗角正切值s和击穿场强四个物理量来描述,他 们分别反映了电介质的极化、电导、损耗和抗电性能
长春工程学院刘望来 第二章 液体和固体电介质的绝缘性能 电气设备中，除了某些地方采用气体作为绝缘外，广泛采用的 是液体和固体电介质作绝缘。固体介质除用作绝缘外，还常作为 极间障，以提高气体或液体间隙的绝缘强度。液体介质除用作绝 缘外，还常作为载流导体和磁导体的冷却剂，在一些开关电器中， 还可用它做灭弧材料。因此，对用作绝缘材料的固体和液体介质， 不仅要求其绝缘强度高，而且随其用途的不同，还要求其有电、 热、机械、化学和物理等方面的性能。为此必须要研究液体、固 体介质的电气性能和击穿机理，以及影响其绝缘强度的各种因素， 从而了解判断其绝缘老化和损伤的程度，合理地选择和使用绝缘 材料。 电介质的性能一般用相对介电常数εγ、电导率γ或其倒数电阻 率ρ、介质损耗角正切值tgδ和击穿场强四个物理量来描述，他 们分别反映了电介质的极化、电导、损耗和抗电性能
§21电介质的极化 问题提出 Q=Q0 在密闭容器中加入 两平板电极,容器抽 真空。在电极上加上 外加电压进行充电 ++++ 静止后电量为Q0
长春工程学院刘望来 §2.1电介质的极化 一、问题提出 在密闭容器中加入 两平板电极，容器抽 真空。在电极上加上 外加电压进行充电。 静 止 后 电 量 为 Q0， Q0=C0U
§21电介质的极化 0=A +Q 在两电极间加入厚度与极间距 相同的固体电介质重新完成试 验。发现极板上的电量增加了 Q,Q=Q0+Q°。问Q这些电量 是如何来的呢? +++⊕++ 解释:来源于固体电介质的极化。 d叫 ⊙ 固体介质内部形成一个极性与外 加电压方向相反的附加电场,为 保持两极板间电压不变,电源需 要再提供Q这些电量来平衡附加 电场。在电场的作用下,电介质 相对电极两面呈现电性的现象称用相对介电常数来描述 为极化。 E=QQ°=(Q+Q)/Qo
长春工程学院刘望来 §2.1电介质的极化 在两电极间加入厚度与极间距 相同的固体电介质重新完成试 验。发现极板上的电量增加了 Q’，Q=Q0+Q’。问Q’这些电量 是如何来的呢？ 解释：来源于固体电介质的极化。 固体介质内部形成一个极性与外 加电压方向相反的附加电场，为 保持两极板间电压不变，电源需 要再提供Q’这些电量来平衡附加 电场。在电场的作用下，电介质 相对电极两面呈现电性的现象称 为极化。 用相对介电常数来描述 εγ =Q/Q0=（Q0+Q’）/Q0 - + - +
§21电介质的极化 、极化的形式 电子式极化 特点 1) E=0 E≠0 + 2) 3)
长春工程学院刘望来 §2.1电介质的极化 二、极化的形式 1、电子式极化 特点： 1）速度快 10-14—10-15S； 2）不消耗能量； 3）弹性的
s21电介质的极化 极化的形式 2、离子式极化:固体无杋化合物多数属于离子式结构,如云母、 玻璃、陶瓷材料等 其特点是 1)速度较快,10-12-10-13s; 2)不消耗能量; 3)弹性的。 3、偶极子极化 特点: 1)速度较慢,102-10s;∈ 2)弹性的; 3)消耗能量
长春工程学院刘望来 §2.1电介质的极化 二、极化的形式 2、离子式极化：固体无机化合物多数属于离子式结构，如云母、 玻璃、陶瓷材料等。 3、偶极子极化： 其特点是： 1）速度较快，10-12—10-13S； 2）不消耗能量； 3）弹性的。 特点： 1）速度较慢，10-2—10-10S； 2）弹性的； 3）消耗能量