,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本次课程目的要求,1,、能表述介质损耗的概念,2,、能说明介质损耗的组成，能表述其物理意义,3、能说出带电质点产生和消逝的方式、特点,和作用,1.3,电介质的损耗,一、根本概念,在电场作用下电介质中总有确定的能量损耗，包括由电导损耗和有损极化偶极子、夹层极化损耗，总称介质损耗。,直流下：电介质中没有周期性的极化过程，只要外加电压,还没有到达引起局部放电的数值，介质中的损耗将仅由电,导组成，所以可用体积电导率和外表电导率说明问题，不,必再引入介质损耗这个概念。,交变电场：电介质能量损耗包括电导损耗通过电介质的贯穿性泄漏电流所引起和极化损耗沟通电压下由周期性极化所引起。,二、介质损耗分析,沟通时流过电介质的电流：,介质损耗,(,有功损耗,),：,由上式可见，介质功率损耗P与试验电压、被试品尺寸等因素有关，不同试品间难以相互比较；而对于构造确定的被试品，在外施电压确定时，介质损耗只取决于tan。,tan 被称为介质损耗角正切，它只与介质本身特性有关，与材料尺寸无关，因而不同试品的tan 可相互比较。,对同类试品绝缘的优劣可用tan 来代替P对绝缘进展推断。,有损介质的等值电路分析可用并联等效电路或串联等效电路,tan的物理含义：表征单位体积均匀介质内能量损失的大小,实际上，电导损耗和极化损耗都同时存在。,介质等值电路可用三个并联支路表示：,C0：反映电子式和离子式极化；Ca、ra：反映吸取电流，表示有损极化；R：反映电导损耗，该支路流过的电流为泄漏电流。,C,0,C,a,r,a,R,三、影响介质损耗的因素,温度、频率、电压,1,、气体的介质损耗,U,U,0,时仅有很小的电导损耗，且与,U,无关；,U,U,0,，有游离、局放、电晕损耗等，,U,tan,2,、液体的介质损耗,与电压的关系：UU0时，仅有很小的电导损耗；,U U0后，液体分子发生游离，电导快速增大；,1 中性或弱极性液体介质,与,温度,的关系：随温度上升按指数规律增大。,2 极性液体介质,损耗主要由电导引起,电导和极化损耗,随电压变化的关系与中性或弱极性一样;,与,温度,的关系：,TC,T,1,C,：,电导和极化损耗较小，,TC,电导损耗,&,粘度下降极化极化损耗,tan,T,1,C,TC,T,2,C,：,分子热运动加快阻碍偶极子转向,极化损耗&电导损耗 tan,TC,T,2,C,：,电导损耗,&,极化损耗,tan,与,频率,的关系：,较低,f,：,f,极化,tan,较高,f,：,f,偶极子转向困难,tan,3,、固体的介质损耗,(1),无机绝缘材料：,云母、陶瓷、玻璃,云母：由电导引起损耗，介质损耗小，耐高温性能好，是,抱负的电机绝缘材料，但机械性能差；,电工陶瓷：既有电导损耗，又有极化损耗；20C和50Hz时25；,玻璃：电导损耗极化损耗，损耗与玻璃成分tan 有关。,(2),有机绝缘材料：,分为,非极性,和,极性,非极性有机电介质：只有电子式极化，损耗取决于电导；,极性有机电介质：极化损耗使总损耗较大。,其次章 气体电介质的击穿特性,2.1 带电质点的产生和消逝,带电质点：,正离子、负离子、电子,一、带电质点的产生,缘由：各种游离电离,作用：促进放电进展,气体原子的,激发和游离,带电粒子的运动,当气体中存在电场时，粒子同时进展热运动和沿电场定向运动。,游离电离：外界以某种方式给处于某一能级轨道上的电子施加确定的能量，该电子就可能摆脱原子核的束缚成为自由电子。,激发：电子向高一能级轨道的跃迁。,游离能：产生游离需要的能量。,自由行程：一个质点在每两次碰,撞间自由地通过的距离。,平均自由行程：众多质点自由行程的平均值。,1,、碰撞游离,电子或离子与气体分子碰撞，将,电场能,传递给气体分子,引起游离的过程。,碰撞游离条件：当电子从电场获得的动能大于或等于气体分子的游离能时，就可能使气体分子分裂为电子或正离子,碰撞游离主要由电子和气体分子碰撞所引起。,气体中，电子和离子的自由行程是它们和气体分子发生碰,撞的行程。由于电子尺寸和质量比分子小得多，不易发生,碰撞，故电子的平均自由行程比离子的大得多，在电场作,用下加速运动易积聚足够的动能。,W,i,为气体分子的游离能,2,、光游离,由光辐射引起气体分子游离的过程,光游离产生的电子称为光电子,来源：,x,射线、,射线、宇宙射线、紫外线等,异号带电质点复合成中性质点释放出光子,条件：,鼓舞态分子回复到正常态释放出光子,3,、热游离,本质：气体分子热状态引起的碰撞游离和光游离的综合。,常温下，气体分子发生热游离概率微小。,当t10000K时，才需考虑热游离；,当t20230K时，几乎全部的分子都处于热游离状态,以上三种游离发生在气体空间中，故也称为,空间游离,4、气体中金属外表游离,含义：,形式：,金属阴极外表放射电子的过程。,气体中的主要游离形式为碰撞游离,正离子碰撞阴极外表；,光电子放射；,强场放射；,热电子放射；,二、带电质点的消逝,作用：既促进又阻碍放电的进展,都以光子的形式放出多余的能量。确定条件下会导致其他气体分子产生光游离，使气体放电阶跃式进展。,电子复合和离子复合：,作用：阻碍放电发生,1,、复合,2、集中,正离子和负离子或电子相遇时，发生电荷的传递而相互中和复原为分子的过程。,带电质点从浓度较大区域转移到浓度较小区域的性质,思考题,1-7,3,、进入电极,作用：阻碍放电进展,在外电场作用下，气隙中的正、负电荷分别向两电极定向,移动的现象。,