电介质电导和损耗选编.ppt

电介质的电导和损耗;电介质中的传导电流;; 漏导电流密度: 可由迁移中的载流子密度n及其迁移速 度Vd获得 式中E为施加电场强度，e为载流子的电荷量，μ为载流子的迁移率;; 电介质中电导特性划分 以载流子的性质划分，电导（这里指漏导，以下无特别说明均指漏导）可以分为电子性电导和离子性电导。 无论是何种电导类型，在低场强下电压-电流的关系遵循欧姆定律。在高场强下 ; 电子性电导：根据电子在导带、价带、电极和不纯物的状态之间的跳跃方式的不同可分为各种不同的电导过程。 其主要形式为能带模型、跳跃模型、空间电荷制约电流模型、电子雪崩电流、光传导电流、场致发射电流等; 电子性电导例一： Shottky Effect 当施加电场时，阻碍电子飞出金属的位垒高度因电场的作用而使实际的位垒高度下降，导致由电极发射到介质导带的电子的增加，其结果是 ; 电子性电导例二：Poole-Frenkel Effect 肖特基效应是电场的作用下实际位垒高度下降引起的电流的增加，而Poole-Frenkel效应是电介质内部因电场的作用引起实际位垒高度下降，进而使得介质内部发射到导带上的电子增加，也即电流的增加，结果表现为 ; 电子性电导例三：Tunnel Effect 在电子获得的能量远大于位垒高度，而且薄膜厚度小于数百?时，电子象跨过隧道似的贯穿两金属电极间的介质而引起两金属电极间的电流，产生隧道效应，此时之间的关系是斜率为负的直线关系。和其他电导过程不同，隧道效应电流与温度无关; Shottky和Tunnel Effect是电极发射控制电导的过程 而Poole-Frenkel Effect则是体积发射控制电导的过程 ; 聚乙烯的电流-时间特性例：在温度高于室温附近要达到稳定的漏导电流需要几个小时的时间，在更低的温度下，即20℃时，电流很难趋向稳定的漏导电流。 所以通常的1 min绝缘电阻测量仅仅是为了工程上的方便，实际上并没有物理意义，关于这一点必须注意。 ; 一、气体电介质的电导： 气体中无吸收电流； 气体离子的浓度约为500~1000对/cm2；;;;特点： 1、与温度有关，与液体类似 2、与电场强度有关：当电场强度大于某一定值时; 由体积电阻率划分各种介质的结果;单位Ω; 特点： 1、与环境因素有关 2、与绝缘材料的憎水性有关 3、与绝缘材料的性质有关 如：· 电瓷能被水湿润，但表面无脏物时，即使在潮湿环境仍能 保持相当大的电阻率 · 大部分玻璃部分溶于水，但表面电阻较小，而且与温度关 系较大 · 多孔性纤维材料不仅表面电阻小，体积电阻也小 ; ;电介质损耗;— 真空和无损极化引起的电流密度;电导损耗;1、气体电介质中的损耗;2、液体电介质中的损耗;损耗主要由电导决定;1、损耗功率P：当频率升高到一定值时，转向极化跟不上频率的 变化，损耗功率趋于恒定 2、介电常数 ：当频率升高到一定值时，转向极化跟不上频率 的变化，介电常数也达到较低的稳定值 3、损耗 ：当频率升高到一定值时，转向极化跟不上频率的 变化， 与频率成反比地减小;3、固体电介质中的损耗;1、不均匀结构的电介质包括： 电机绝缘中用的云母制品(是云母和纸或布以及环氧树酯所组合的复合介质) 被广泛使用的油浸纸、胶纸绝缘等。 2、不均匀结构的电介质的 ：取决于其中各成分的性能和数量间的比例;1、反映单位体积中的损耗，与绝缘体的体积大小无关 例1：当试品绝缘有两种不同绝缘并联组成 则： 当C2/Cx越小，C2中缺陷（ 增大）在测整体的 时越难发现 解决办法是分解测量 （如分别对变压器线圈和套管的 进行测量） 例2：当集中性缺陷所占的体积相对于被试绝缘的体积越小，则集中 性缺陷处的介质损耗占被试绝缘全部介质损耗中的比重越小 如： 电机、电缆设备，被试绝缘体积较大，虽然集中性缺陷的发展 是运行中故障的主要原因，但测 很难发现，一般不测;2、与温度和频率有复杂的关系 3、与试验电压的关系 当所加试验电压足以使绝缘中的气泡游离或足以使绝缘产生电晕或局部放电等情况时， 的值将随试验电