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电介质的根底常识

2017-04-17 10:08分类:电工基础知识 阅读:

 

为了确保电气设备的安全牢靠作业,守时进行设备绝缘的防止性实验对错常必要的。经过丈量绝缘电阻、走漏电流、介质损耗要素等非损坏性实验,以及必要时的沟通耐压实验,能够及时发现和查看出设备绝缘的缺陷,进行修补处理,防止事端的发作。因而咱们需求了解电气设备绝缘(电介质)的极化、电导、损耗和击穿等特性,以便跋涉、确保修补实验的水峻峭质量。

直流电压下电介质中电流随时间改动规矩暗示图
图1 直流电压下电介质中电流随时间改动规矩暗示图

由图可见,当直流电压加于电解质两头时,电路中的电流将随时间的添加而衰减,终究趋于一个安稳的数值。
当电气设备绝缘没有受潮,且外表又很清洗时,走漏电流很小,吸收电流衰减较慢,总电流为图中曲线1 所示.假定电介质受、潮、脏污,有有些缺陷或蜕变劣化,那么走漏电流将会显着增大,吸收电流加快衰减,使总电流改动峻峭,如图中1'所示。运用电介质的这些特性,能够选用适宜的实验办法来差异绝缘状况。
1. 电介质的电导。
电导指物质的导电才干。关于纯电阻线路,电导与电阻的联络方程为G=1/R, 其间G为物体电导,导体的电阻越小,电导就越大,数值上等于电阻的倒数。单位是西门子,简称西,符号s。电导率的物理含义:电导率是物质传送电流的才干,是电阻率的倒数。电导率越大则导电功用越强,反之越小。实习的绝缘资料不或许一定不导电。在外电场作用下,电介质中老是有一些带电质点(首要是离子)沿着电场方向 运动而构成电流,这便是走漏电流。因而,电介质的绝缘电阻与走漏电流的联络是R=U/IR。在绝缘资猜中,气体电介质和液体电介质的电导不是首要疑问,因而咱们只介绍固体电介质(如云母、电瓷、纸)的电导。
固体电介质在外电场作用下,绝缘体自身和外外表都有走漏电流流过,所以任何固体绝缘体都有一定的电导,能够分为体积电导和外表电导。
固体电介质的特性:固体电介质的电导分为离子电导和电子电导;电导率与温度成指数联络改动,因而对同一电气设备的绝缘电阻值进行比照时,应当留神温度的影响;吸收景象能够反映绝缘是不是超卓,假定绝缘中有杂质或许受潮严峻,吸收电流衰减得快,吸收比小,绝缘单调、超卓,则吸收电流衰减得慢,吸收比就大。
2. 电介质的极化。
电介质的极化便是在电场作用下,电介质中的绑缚电荷在相应于电场方向发作有限弹性位移的景象;或许极性分子沿电场方向作较有规矩摆放的景象。
电介质的极化有多种办法,依照极化进程是不是耗费能量致使电介质发热分类,能够分为无损极化和有损极化两大类,无损极化有电子式极化和离子式极化,有损极化首要有偶极式极化和夹层式极化。夹层式极化进程很缓慢,而且随同有能量损耗。在绝缘防止性实验中,常常运用夹层式极化景象,来差异绝缘是不是超卓。例如,水分浸入电介质后,使资料的介电系数增大,由于水的介电常数很大,一同水分能增强夹层式极化作用,因而,经过丈量相对介电系数εr,就能差异电介质受潮程度。
3. 电介质的损耗。
电介质在直流电压的作用下,由于没有周期性的极化进程,因而损耗仅仅由电介质的电致使使,用体积电阻率和外表电阻率两个物理量就能够反映这种损耗的巨细。可是,在沟通电场作用下,带点质点(电子、离子)的移动或极性分子的转向,有必要从电场中吸收能量,除了电导损耗外,还有周期性的极化所构成的使的能量损耗。这些损耗是将电能不行回转地转化为热能,致使电介质的发热。上述景象称为电介质的损耗。因而,电介质损耗可分为三种:电导损耗、极化损耗、游离损耗(在强电场作用下,假定固体电介质中富含气泡,当电场强度跨过气泡的开端游离电场强度时,将发作因气泡的有些游离景象而构成的损耗,称为游离损耗。)当介质损耗跨过正常的容许数值时,将会致使绝缘内部严峻发热,致使电介质的热老化,乃至发作绝缘的热击穿。因而,电气设备绝缘的介质损耗应尽或许地坚持最小数值。
用P来直接衡量介质损耗的巨细是不便利利利利利利利利利利利利当当当利利利当当当利利当利利利当利利利利的,这是由于P值与实验电压、试品标准等许多因数有关,对纷歧样的试品难以进行比照,假定丈量介质损耗时,选用一定数值的工频电压,则介质损耗P与试品的物理电容CP及tgσ成正比。对一定构造的试品而言,电容CP为定值,所以关于同类型的电气设备绝缘,其介质损耗的巨细能够直接由tgσ抉择,为此,称σ为介质丢掉角,tgσ为介质丢掉角正切值,称为介质损耗因数。
在电气设备绝缘构造中,常常选用不均匀构造的电介质。如电机绝缘中的云母成品,变压器、互感器、电容器等设备中广泛运用的油浸纸和胶纸绝缘。这些不均匀介质,通常由二种、三种或更多种成分构成。并联的不均匀电介质总的tgσ由电容量比照大的电介质的tgσ1抉择,而对电容量小的有些反映不活络。例如变压器本体与其套管绝缘便是这种状况,丈骤变压器本体的介损时,套管也包含在内,但首要反响了本体的介损。因而,在进行变压器介损实验时,对变压器本体及套管应别离独自丈量。串联的不均匀电介质,总的tgσ由电容量比照小的电介质的tgσ2抉择,而对电容量大的有些反映不活络。如变压器绕组绝缘与变压器油即属此例,绕组绝缘的电容量比油的电容量小,所以测得的变压器介损首要反映绕组绝缘的介质损耗,假定绕组绝缘受潮,其介质损耗增大,能够经过丈骤变压器全体tgσ显着反映出来,对变压器油则需别的独自取油进行实验。
4. 丈量tgσ的含义。
(1) 电气设备中运用的电介质,恳求它的tgσ愈小愈好。假定tgσ过大,会致使严峻发热,使绝缘资料劣化,乃至致使热击穿。
(2) 在电气设备的奉告和防止性实验中,丈量tgσ是一个底子的实验项目。经过丈量tgσ能够查看绝缘是不是受潮、劣化、蜕变或有无杂质侵入。绝缘受潮后,tgσ将增大,介质损耗与温度的联络按指数规矩改动,查验纷歧样温度下的介损,能够非常活络地查看出绝缘受潮的程度;当绝缘劣化蜕变时,电导损耗和偶极损耗会急剧增大;水分、尘土、导电性物质等杂质侵入后,也会使电介质的tgσ增大。
(3) 丈量tgσ与电压U的联络,求出tgσ=f(U)的游离曲线,或许在纷歧样电压下丈量介质损耗因数的增量Δtgσ,能够用来差异设备绝缘内部是不是富含空气隙,是不是存在有些放电。

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