⑴ 电介质的击穿是如何产生的如何提高材料的抗击穿能力
电介质材料在高电场作用下电流急剧增大,并在某一电压下失去绝缘性能而成为导电的,这就是电介质击穿。发生绝缘性破坏的最低电场称之为绝缘击穿强度。一般说来,试样的厚度与面积愈大,电介质的击穿强度越低。这是由于绝缘的击穿多半是在材料的一个弱点产生的,当厚度与面积增大时,弱点就会增加所致。
关于固体电介质的击穿理论,主要有电击穿理论,热击穿理论以及电化学击穿理论。
固体介质的电击穿是指仅仅由于电场的作用而直接使介质破坏并丧失绝缘性能的现象。在介质电导很小,又有良好的散热条件以及介质内部不存在放热的条件下,固体点机制的击穿通常指电击穿,击穿强度可达105-106KV/m.电场的均匀程度对击穿强度有很大影响,除去时间很短的情况以外,与电压作用时间关系不大。
固体介质的热击穿是指固体介质因为介质的损耗而发热,如果周围的环境温度高,散热条件不好,介质温度将会不断上升而导致绝缘的破坏,从而引起热击穿。
实际的固体介质击穿过程是错综复杂的,常取决于介质本身的特性,绝缘结构形式和电场的均匀性。曹晓珑[8]研究了金属纳米添加剂对聚合物击穿性能的影响,发现在金属 Ag 纳米添加剂含量为8%时,复合材料的击穿强度提高了15倍。Lai等制备了Ag/环氧树脂复合材料,结果发现,复合材料的击穿强度随银体积增大而减小,这是由于Ag颗粒与环氧树脂的界面层在一定的电场下产生空间电荷造成的。
⑵ 请问电工穿的绝缘鞋的作用是什么谢谢.
所谓绝缘,是指用绝缘材料把带电体封闭起来,借以隔离带电体或不同电位的导体,使电流能按一定的通路流通。良好的绝缘是保证设备和线路正常运行的必要条件,也是防止触电事故的重要措施。绝缘材料往往还起着其他作用:散热冷却、机械支撑和固定、储能、灭弧、防潮、防霉以及保护导体等。
1.绝缘材料的分类和特性
绝缘材料又称电介质,它在直流电压的作用下,只有极小的电流通过,其电阻率大于109Ω cm绝缘材料分为气体、液体和固体三大类。常用的气体绝缘材料有空气、氮、氢、二氧化碳和六氟化硫等;常用的液体绝缘材料有矿物油(如变压器油、开关油、电容器油和电缆油等)、硅油和蓖麻油等;常用的固体绝缘材料有绝纤维制品(如纸、纸板)、绝缘浸渍纤维制品(如漆布、漆管和扎带等)、绝缘漆、胶和熔敷粉末、绝缘云母制品、电工用薄膜、复合制品和粘带,以及电工用塑料和橡胶等。
电气设备的绝缘应符合其相应的电压等级、环境条件和使用条件。应能长时间耐受电气、机械、化学、热力以及生物等有害因素的作用而不失效。
电工产品的质量和使用寿命,在很大程度上取决于绝缘材料的电、热、机械和理化性质,绝缘材料在外电场的作用下会发生极化、损耗和击穿等过程,在长期使用条件下还会老化。
2.绝缘的破坏
(1)击穿绝缘物在强电场等因素作用下,完全失去绝缘性能的现象称为绝缘的击穿。击穿分为气体电介质击穿、液体电介质击穿和固体电介质击穿3种。
①气体电介质的击穿特点可采用高真空和高气压的方法来提高气体的击穿强度。气体中含有杂质(导电性蒸气、导电性杂质),可使击穿电压降低。
气体击穿后,当外部施加电压去除,则气体绝缘性能很快恢复。气体击穿后在间隙中形成电流通路,电流剧增,如日常生活中的电弧、闪电、日光灯、霓虹灯等,形成气体导电。
②液体电介质的击穿特点一般认为纯净液体的击穿和气体的击穿机理相似,是由电子碰撞电离最后导致击穿,但液体的密度大,电子自由行程短,积聚能量小,因此击穿强度比气体高。
液体电介质的击穿和它的纯净度有关为保证绝缘质量,液体电介质使用前须经过纯化、脱水、脱气处理。液体击穿后,当外加电压去除,液体绝缘性能在一定程度上可以得到恢复。
⑧固体电介质击穿特点固体电介质的击穿有电击穿、热击穿及化学击穿等形式。
电击穿的特点是电压作用时间短,击穿电压高;击穿场强与电场均匀程度有密切关系,与周围 温度及电压作用时间几乎无关。
热击穿的特点是与电击穿相比电压作用时问长,击穿电压较低,绝缘温升高。击穿电压随着周围温度的上升而下降,但与电场均匀程度关系不大。
电化学击穿是由于游离、发热和化学反应等因素的综合作用而导致的击穿。电化学击穿是在电压长期作用下形成的,其击穿电压往往很低,它与绝缘材料本身的耐游离性能、制造工艺、工作条件等有密切关系。
击穿有积累效应,即一次冲击电压作用只产生局部损伤或不完全击穿,多次冲击电压作用则导致完全击穿。固体电介质击穿后不能恢复,将失去其绝缘性能。
(2)绝缘老化设备的绝缘材料在运行过程中,由于各种因素的长期作用,会发生一系列的化学物
理变化,从而导致其电气性能和机械性能的逐渐劣化,这一现象称为绝缘老化。
一般低压电气设备中,绝缘老化主要是热老化。每一种绝缘材料都有一个极限的耐热温度,当设备运行时超过这一极限温度时,绝缘材料老化就会加剧,电气设备使用寿命就会缩短。
在高压电气设备中,绝缘老化主要是电老化。它是由绝缘材料的局部放电所引起的。
绝缘鞋(靴)绝缘性能试验方法
1 主题内容与适用范围
本标准规定了绝缘鞋(靴)绝缘性能试验的原理、仪器及设备、试样、试验方法、试验条件、试验步骤和试验结果的判定。
本标准适用于各类绝缘鞋(靴)。
2 试验原理
本试验是以规定的工频交流电压值,施加于被试鞋(靴)内、外电极,在规定的试验时间内,试验样品如未击穿,则毫安表指示的mA数即为泄漏电流值,电压表指示的kV数即为耐压试验电压值。
3 仪器及设备
3.1 试验变压器:容量应在0.5kVA以上。如用电压互感器作电源时,其容量应在0.1kVA以上。
3.2 感应调压器或自耦调压器:容量应与试验变压器相匹配。
3.3 电压表:应指示有效值,准确度为1.5级以内。当直接测量高压时,应采用静电电压表或其他高压测量装置。
3.4 毫安表:准确度应为1.0级以内,其使用值应为仪表量程的15~85%。
3.5 试验电路:绝缘性能试验电气原理图如图1。
3.6 保护电阻:其电阻值按0.5~1Ω/V选择。
4 试样
4.1 试样应用成品绝缘鞋(靴)。
4.2 经穿用后的试样须用洗净干燥后的绝缘鞋(靴)。
5 试验方法
5.1 A法:试样内电极为清水,外电极为置于金属器皿的浸水泡沫塑料或水
3.6 保护电阻:其电阻值按0.5~1Ω/V选择。
4 试样
4.1 试样应用成品绝缘鞋(靴)。
4.2 经穿用后的试样须用洗净干燥后的绝缘鞋(靴)。
5 试验方法
5.1 A法:试样内电极为清水,外电极为置于金属器皿的浸水泡沫塑料或水
⑶ 电介质从空气变成空气中加入其他电介质,ε会怎么样为什么
介电常数会变大。其实你可以这样考虑:空气中加入介质,相当于电容器的距离变小了,所以电容变大(电容反比于距离),电容正比于介电常数,故相当于介电常数变大。
⑷ 电工的新材料有哪些
第一章 绝缘材料
第一节 概述
一、绝缘材料产品分类及型号编制方法
二、绝缘材料的耐热等级
三、绝缘材料的特性
第二节 气体电介质及选用
一、空气
二、六氟化硫气体
三、氟利昂
四、选用气体电介质时应注意的问题
第三节 液体电介质及选用
一、液体电介质的主要性能
二、矿物绝缘油的维护及净化
三、合成绝缘油
四、植物绝缘油
五、电气设备对各类绝缘油的使用要求
第四节 绝缘纤维制品及应用
一、棉纤维制品
二、玻璃纤维制品
三、合成纤维制品
第五节 绝缘纸品及应用
一、植物纤维纸
二、合成纤维纸及选用要求
三、绝缘纸板
四、硬钢纸板、钢纸管
第六节 绝缘漆、胶和熔敷绝缘粉末
一、绝缘漆的种类及特性
二、绝缘胶及应用
三、熔敷绝缘粉末及应用
第七节 浸渍纤维制品
一、绝缘漆布
二、绝缘漆管
三、绝缘绑扎带
第八节 绝缘云母及制品
一、天然云母
二、合成云母和粉云母
三、云母制品及应用
第九节 绝缘薄膜、复合制品及粘带
一、绝缘薄膜
二、复合制品
三、绝缘粘带
第十节 绝缘层压制品
一、绝缘层压板
二、绝缘层压管、棒及应用
三、电容绝缘套管芯
第十一节 绝缘橡胶
一、天然橡胶
二、合成橡胶及应用
第二章 导电材料
第一节 导电金属及焊接方法的选择
一、铜及铜合金
二、铝及铝合金
三、复合金属
四、导电金属的焊接方法
第二节 裸导线
一、圆单线
二、裸绞线
三、软接线
四、型线
第三节 电磁线
一、电磁线型号的编制方法及选用
二、漆包线
三、绕包线
四、无机绝缘线
五、特种电磁线
六、电磁线的应用举例
第四节 绝缘导线
一、固定敷设电线
二、绝缘软电线
三、户外用聚氯乙烯绝缘电线
四、铜芯聚氯乙烯绝缘安装电线
五、农用直埋铝芯塑料绝缘塑料护套电线
第五节 电缆
一、电力电缆
二、控制电缆及选用
三、电气装备用电缆
第三章 磁性材料
第一节 磁性材料的磁化
一、磁化曲线
二、磁滞回线
三、居里温度和磁感应温度系数
第二节 软磁材料及应用
一、电工用纯铁
二、电工用硅钢片
三、铁镍合金
四、铁铝合金
五、软磁铁氧体
六、其他软磁材料
七、软磁材料的选用及表面处理
第三节 永磁材料及应用
一、铝镍钴合金永磁材料
二、铁氧体永磁材料
三、稀土钴永磁材料
四、塑性变形永磁材料
五、钕铁硼合金永磁材料
六、粘结永磁材料
七、磁滞永磁材料
八、永磁材料的充磁、退磁及稳定性
处理
九、永磁体的简易测量方法及加工性能
第四章 特种电工材料
第一节 电阻合金材料及应用
一、调节元件用电阻合金材料
二、精密元件用电阻合金材料
三、电位器用电阻合金材料
四、传感元件用电阻合金材料
第二节 电热材料及应用
一、电热合金材料
二、硅碳电热元件
三、硅钼棒电热元件
四、管状电热元件
五、远红外电热元件
第三节 热电偶材料
一、热电偶
二、常用热电偶丝材料
三、补偿导线
四、热电阻
第四节 熔体材料及选用
一、熔体材料的种类与选用
二、熔体结构
第五节 弹性合金材料
一、表征弹性合金材料基本性能的物理量
二、常用弹性合金材料
三、弹性合金材料的选用及表面清洗
第六节 膨胀合金材料
一、膨胀合金的名称、牌号及应用
二、膨胀合金的技术性能参数
三、膨胀合金的品种、规格
第七节 电触头材料
一、电触头材料的种类、性能、特点和用途
二、银基电触头规格及应用
三、电触头材料的选用和焊接
第八节 热双金属片材料
一、热双金属片材料及构成方法
二、热双金属片的品种及性能
三、热双金属片的质量及使用要求
第九节 电碳材料及制品
一、电碳材料及其性质
二、电机用电刷
三、碳滑板和碳滑块
四、碳和石墨触头
五、碳棒
六、高纯石墨件
七、碳电阻片柱
第五章 电工新材料
第一节 绝缘塑料
一、热固性塑料
二、一般电工用热塑性塑料
三、电线、电缆用热塑性塑料
第二节 无机绝缘新材料
一、电工玻璃材料
二、绝缘陶瓷材料
第三节 磁功能材料
一、信息储存功能材料——磁记录材料
二、信息储存功能材料——磁光记录材料
三、磁性微粒子功能材料——磁性流体材料
第四节 特殊磁性材料
一、非晶态软磁合金材料
二、恒导磁合金材料
三、磁温度补偿合金材料
四、低膨胀合金材料
五、磁滞伸缩合金材料
六、磁屏蔽合金材料
七、高饱和磁感应强度合金材料
八、矩磁合金材料
第五节 光电、发光和压电材料
一、光电材料
二、发光材料
三、压电材料
第六章 线路安装材料
第一节 线路金具分类及用途
第二节 各类线夹及用途
一、悬垂线夹及用途
二、耐张线夹及用途
三、并沟线夹及用途
第三节 各类抱箍及用途
一、M形抱箍及用途
二、拉线抱箍及用途
三、U形抱箍及用途
四、方u形抱箍及用途
五、方形抱箍及用途
第四节 各类拉线、拉板及用途
一、拉线棒及用途
二、拉线地锚
三、镀锌铁拉板及用途
四、曲形拉板及用途
第五节 螺栓和线担及用途
一、U形螺栓及用途
二、花篮螺栓及用途
三、横担及用途
四、槽钢担及用途
五、墙担及用途
第六节 保护金具及用途
一、防振锤及用途
二、预绞丝护线条及用途
三、预绞丝补修条及用途
四、间隔棒及用途
第七节 其他
一、接续管及用途
二、补修管及用途
三、线卡子及用途
四、心形环及用途
五、镀锌尖插板及用途
六、顶架及用途
⑸ 提高液体介质击穿电压的措施有哪些
提高液体介质击穿电压的措施有:
1、电击穿
液体电解质的分子因电子碰撞而电离是电击穿理论的基础。纯净的液体电解质中总会存在一些离子,它们或由液体分子受自然界中射线的电离作用而产生,或由液体中微量杂质受电场的解离作用而产生。
对纯净的液体电解质施加电压,液体中的粒子在电场作用下运动而形成电流。电场较弱时,随电压的上升,电流呈线性增加。
2、气泡击穿
液体电解质中出现气泡后,在足够强的电场作用下,首先气泡内的气体电离,气泡温度升高、体积膨胀,电离进一步发展。与此同时,带电粒子又不断撞击液体分子,使液体分解出气体,扩大了气体通道。
电离的气泡或在电极间形成连续小桥,或畸变了液体电介质中的电场分布,导致液体电介质击穿。
3、气体桥击穿
工程用液体电解质中含有水分和纤维、金属末等固体杂质。在电场作用下,水滴、潮湿纤维等介电常数比液体电介质大的杂质将被吸引到电场强度较大的区域,并顺着电力线排列起来,在电极间局部地区构成杂质小桥。
小桥的电导和介电常数都比液体电解质的大,这就畸变了电场分布,使液体电介质的击穿场强下降。
4、液体电解质中的沿面放电
沿着液体与固体电介质分界面,在液体电介质中发生的电晕、滑闪、闪络放电现象。液体电介质中沿面放电的规律性与气体中沿面放电相似(见沿面放电)。在液体电介质中发生的放电,不仅使液体变质、劣化,而且放电产生的热作用和剧烈的压力变化可能使某些固体电介质内产生气泡。
在放电的多次作用下,这些固体电介质会出现分层、开裂现象,这时放电就有可能在固体电介质内部发展,绝缘结构的击穿电压因此下降。
(5)如何提高气体电介质的方法扩展阅读:
注意事项
1、沿着液体与固体电介质分界面,在液体电介质中发生的电晕、滑闪、闪络放电现象。液体电介质中沿面放电的规律性与气体中沿面放电相似。
2、在液体电介质中发生的放电,不仅使液体变质、劣化,而且放电产生的热作用和剧烈的压力变化可能使某些固体电介质内产生气泡。在放电的多次作用下,这些固体电介质会出现分层、开裂现象,这时放电就有可能在固体电介质内部发展,绝缘结构的击穿电压因此下降。
⑹ 怎样提高液体电介质击穿电压的方法
在足够强的电场作用下,液体电介质失去绝缘能力而由绝缘状态突变为良导电状态。纯净液体电介质与含杂质工程液体电介质的击穿机理不同。对纯净液体电介质,有两种阐述击穿过程的理论──电击穿理论和气泡击穿理论;对工程液体电介质的击穿过程可用气体桥理论解释。沿着液体和固体电介质分界面的放电现象称为液体电介质中的沿面放电,它具有自己的规律性。脉冲电压下液体电介质击穿时,常出现强力气体冲击波(即电水锤),可用于水下探矿、桥墩探伤及人体内脏结石的体外破碎等。
电击穿 液体电介质的分子因电子碰撞而电离是电击穿理论的基础。纯净的液体电介质中总会存在一些离子,它们或由液体分子受自然界中射线的电离作用而产生,或由液体中微量杂质受电场的解离作用而产生。对纯净的液体电介质施加电压,液体中的离子在电场作用下运动而形成电流。电场较弱时,随电压的上升,电流呈线性增加。当电场逐渐增强时,由于越来越多的离子已参与了导电,随着电压的进一步升高,电流呈现出不十分明显的饱和趋向。此时液体电介质中虽有电流流过,但数值甚微,液体仍具有较高的电阻率。当电场强度超过1MV/cm时,液体电介质中原有的少量自由电子,以及因场致发射或因强电场作用增强了的热电子发射而脱离阴极的电子,在电场作用下运动、加速、积累能量、碰撞液体分子,而且以一定的概率使液体电介质的分子电离。只要电场足够强,电子在向阳极运动的过程中,就不断碰撞液体分子,使之电离,致使电子迅速增加。因碰撞电离而产生的正离子移动至阴极附近,增强了阴极表面的场强,促使阴极发射的电子数增多。这样,电流急剧增加,液体电介质失去绝缘能力,发生击穿。
气泡击穿 纯净液体电介质在电场作用下生成气泡是气泡击穿理论的基础。当纯净液体电介质承受较高电场强度时,在其中产生气泡的原因有:①因场致发射或因强电场作用加强了的热电子发射而脱离阴极的电子,在电场作用下运动形成电子电流,使液体发热而分解出气泡;②电子在电场中运动,与液体电介质分子碰撞,导致液体分子解离产生气泡;③电极表面粗糙,突出物处的电晕放电使液体气化生成气泡;④电极表面吸附的气泡表面积聚电荷,当电场力足够时,气泡将被拉长。液体电介质中出现气泡后,在足够强的电场作用下,首先气泡内的气体电离,气泡温度升高、体积膨胀,电离进一步发展。与此同时,带电粒子又不断撞击液体分子,使液体分解出气体,扩大了气体通道。电离的气泡或在电极间形成连续小桥,或畸变了液体电介质中的电场分布,导致液体电介质击穿。
气体桥击穿 工程用液体电介质中含有水分和纤维、金属末等固体杂质。在电场作用下,水滴、潮湿纤维等介电常数比液体电介质大的杂质将被吸引到电场强度较大的区域,并顺着电力线排列起来,在电极间局部地区构成杂质小桥。小桥的电导和介电常数都比液体电介质的大,这就畸变了电场分布,使液体电介质的击穿场强下降。如杂质足够多,则还能构成贯通电极间隙的小桥。杂质小桥的电导大,因而小桥将因流过较大的泄漏电流而发热,使液体电介质及所含水分局部气化,而击穿将沿此气体桥发生。
电场和电压种类对杂质形成小桥的过程有显着影响。在均匀或稍不均匀的电场中,杂质的影响特别明显。直流电压下,杂质逐渐向电极间聚拢,并构成连续小桥,导致击穿。交流电压下,杂质虽然也将被吸入电极间隙,但因杂质运动速度小于电极上电压极性的变动速度,因此在长间隙中难于形成连续小桥。杂质聚集在电极附近,畸变了电场分布,降低了液体电介质的击穿场强。在冲击电压作用下,杂质来不及运动,它们的影响不如直流电压下和交流电压下严重。极不均匀电场中,电极间隙中电场强度较强区域内的液体会强烈扰动,杂质不可能形成小桥,它们对液体电介质击穿的影响较弱。
液体电介质中的沿面放电 沿着液体与固体电介质分界面,在液体电介质中发生的电晕、滑闪、闪络放电现象。液体电介质中沿面放电的规律性与气体中沿面放电相似(见沿面放电)。在液体电介质中发生的放电,不仅使液体变质、劣化,而且放电产生的热作用和剧烈的压力变化可能使某些固体电介质内产生气泡。在放电的多次作用下,这些固体电介质会出现分层、开裂现象,这时放电就有可能在固体电介质内部发展,绝缘结构的击穿电压因此下降。
⑺ 怎么样提高橡胶绝缘子的耐击穿电压
1.闪络-指高压电器(如高压绝缘子)在绝缘表面发生的放电现象,成为表面闪络,简称闪络。
绝缘闪络:绝缘材料在电场作用下,尚未发生绝缘结构的击穿时,在其表面或与电极接触的空气(离子化气体)中发生的放电现象,成为绝缘闪络。
1.电压波形直流、工频正弦及冲击电压下,击穿机理不同,所测的击穿场强也不同,工频交流电压下的击穿场强比直流和冲击电压下的低得多
2..电压作用时间,无论电击穿还是热击穿都需要时间,随着加压时间的增长,击穿电压明显下降。
3、电场的均匀性及电压的极性,电场不均匀往往测得的电压比本征击穿值低。
4、试样的厚度与不均匀性试样的厚度增加,电极边缘电场就更不均匀,试样内部的热量更不易散发,试样内部的含有缺陷的几率增大,这些都会使击穿场强下降。
5.环境条件试样周围的环境条件,如温度、湿度以及压力等都会影响试样的击穿场强;温度升高,通常会使击穿场强下降;湿度增大,会使击穿场强下降;气压对击穿场强的影响,主要是对气体而言。气压高,击穿场强升高:但接近真空时,也会使击穿场强升高。另外还有:时间、辐射、机械力、电极材料及极性效应。
在强电场作用下,电介质丧失电绝缘能力的现象。分为固体电介质击穿、液体电介质击穿和气体电介质击穿3种。
固体电介质击穿导致击穿的最低临界电压称为击穿电压。均匀电场中,击穿电压与介质厚度之比称为击穿电场强度(简称击穿场强,又称介电强度)。它反映固体电介质自身的耐电强度。不均匀电场中,击穿电压与击穿处介质厚度之比称为平均击穿场强,它低于均匀电场中固体介质的介电强度。固体介质击穿后,由于有巨大电流通过,介质中会出现熔化或烧焦的通道,或出现裂纹。脆性介质击穿时,常发生材料的碎裂,可据此破碎非金属矿石。固体电介质击穿有3种形式:电击穿、热击穿和电化学击穿。电击穿是因电场使电介质中积聚起足够数量和能量的带电质点而导致电介质失去绝缘性能。热击穿是因在电场作用下,电介质内部热量积累、温度过高而导致失去绝缘能力。电化学击穿是在电场、温度等因素作用下,电介质发生缓慢的化学变化,性能逐渐劣化,最终丧失绝缘能力。固体电介质的化学变化通常使其电导增加,这会使介质的温度上升,因而电化学击穿的最终形式是热击穿。温度和电压作用时间对电击穿的影响小,对热击穿和电化学击穿的影响大;电场局部不均匀性对热击穿的影响小,对其他两种影响大。
液体电介质击穿纯净液体电介质与含杂质的工程液体电介质的击穿机理不同。对前者主要有电击穿理论和气泡击穿理论,对后者有气体桥击穿理论。沿液体和固体电介质分界面的放电现象称为液体电介质中的沿面放电。这种放电不仅使液体变质,而且放电产生的热作用和剧烈的压力变化可能使固体介质内产生气泡。经多次作用会使固体介质出现分层、开裂现象,放电有可能在固体介质内发展,绝缘结构的击穿电压因此下降。脉冲电压下液体电介质击穿时,常出现强力气体冲击波(即电水锤),可用于水下探矿、桥墩探伤及人体内脏结石的体外破碎。
气体电介质击穿在电场作用下气体分子发生碰撞电离而导致电极间的贯穿性放电。其影响因素很多,主要有作用电压、电板形状、气体的性质及状态等。气体介质击穿常见的有直流电压击穿、工频电压击穿、高气压电击穿、冲击电压击穿、高真空电击穿、负电性气体击穿等。空气是很好的气体绝缘材料,电离场强和击穿场强高,击穿后能迅速恢复绝缘性能,且不燃、不爆、不老化、无腐蚀性,因而得到广泛应用。为提供高电压输电线或变电所的空气间隙距离的设计依据(高压输电线应离地面多高等),需进行长空气间隙的工频击穿试验。
⑻ 高电压下 气体 液体 固体放电原理
在高电压下,气体、液体和固体电介质丧失电绝缘能力的现象,称为气体电介质击穿、液体电介质击穿和固体电介质击穿。
1、固体电介质击穿:导致击穿的最低临界电压称为击穿电压。均匀电场中,击穿电压与介质厚度之比称为击穿电场强度(简称击穿场强,又称为介电强度),它反映固体电介质自身的耐电强度。不均匀电场中,击穿电压与击穿处介质厚度之比称为平均击穿场强,它低于均匀电场中固体介质的介电强度。固体电介质击穿主要有三种形式 :电击穿、热击穿和电化学击穿。电击穿是因电场使电介质中积聚起足够数量和能量的带电质点而导致电介质失去绝缘性能;热击穿是因在电场作用下,电介质内部热量积累、温度过高而导致失去绝缘能力;电化学击穿是在电场、温度等因素作用下,电介质发生缓慢的化学变化,性能逐渐劣化,最终丧失绝缘能力。固体电介质的化学变化通常使其电导增加 ,这会使介质的温度上升,因而电化学击穿的最终形式是热击穿。温度和电压作用时间对电击穿的影响小,对热击穿和电化学击穿的影响大;电场局部不均匀性对热击穿的影响小,对其他两种影响大.
2、液体电介质击穿:纯净液体电介质与含杂质的工程液体电介质的击穿机理不同.对前者主要有电击穿理论和气泡击穿理论,对后者有气体桥击穿理论.沿液体和固体电介质分界面的放电现象称为液体电介质中的沿面放电.这种放电不仅使液体变质,而且放电产生的热作用和剧烈的压力变化可能使固体介质内产生气泡.经多次作用会使固体介质出现分层、开裂现象,放电有可能在固体介质内发展,绝缘结构的击穿电压因此下降.脉冲电压下液体电介质击穿时,常出现力气体冲击波(即电水锤),可用于水下探矿、桥墩探伤及人体内脏结石的体外破碎.
3、气体电介质击穿:在电场作用下气体分子发生碰撞电离而导致电极间的贯穿性放电.其影响因素很多,主要有作用电压、电板形状、气体的性质及状态等.气体介质击穿常见的有直流电压击穿、工频电压击穿、高气压电击穿、冲击电压击穿、高真空电击穿、负电性气体击穿等.空气是很好的气体绝缘材料,电离场强和击穿场强高,击穿后能迅速恢复绝缘性能,且不燃、不爆、不老化、无腐蚀性,因
而得到广泛应用。
⑼ 介质损耗与什么因素有关,实际中如何控制
tanδ=1/WCR(式中W为交变电场的角频率;C为介质电容;R为损耗电阻)。介电损耗角正切值是无量纲的物理量。可用介质损耗仪、电桥、Q表等测量。对一般陶瓷材料,介质损耗角正切值越小越好,尤其是电容器陶瓷。仅仅只有衰减陶瓷是例外,要求具有较大的介质损耗角正切值。橡胶的介电损耗主要来自橡胶分子偶极化。在橡胶作介电材料时,介电损耗是不利的;在橡胶高频硫化时,介电损耗又是必要的,介质损耗与材料的化学组成、显微结构、工作频率、环境温度和湿度、负荷大小和作用时间等许多因素有关。