绝缘材料的电气性能课件

第二章直接接触电击防护◆触及正常运行带电体所发生的电击,称为直接接触◆直接接触电击防护就是使危险的带电部分不会被有意或无意地触及。最常用的防护措施是绝缘、屏护和第一节绝缘绝缘是指利用绝缘材料对带电体进行封闭和隔离。绝缘是防止电事故的重要措施,良好的绝缘也是保证电气系统正常运行的基本条件。绝缘材料的电气性能绝缘材料又称为电介质,其导电能力很差,但并非绝对不导电。工程上应用的绝缘材的电阻率一般都不低于1×1079·m绝缘材料的主要作用是用于对带电的或不同电位的导体进行隔离,使电流按照确定线路流动。绝缘材料种类气体绝缘空气、氮、氢、二氧化碳和六氟化硫等材料液体绝缘从石油原油中提炼出来的绝缘矿物油,十二烷基苯、聚丁二烯、硅油和三氯联材料苯等合成油以及蓖麻油固体绝缘树脂绝缘漆,纸、纸板等绝缘纤维制品,漆布、漆管和绑扎带等绝缘浸渍纤维材料制品,绝缘云母制品,电工用薄膜、复合制品和粘带,电工用层压制品,电工用塑料和橡胶、玻璃、陶瓷等(因同时具有支撑作用,故用的较多)绝缘材料的电气性能主要表现在电场作用下材料的导电性能、介电性能及绝缘强度。它们分别以绝缘电阻率ρ(或电导率γ)、相对介电常数Er、介质损耗角tanδ及击穿强度E四个参数来表示绝缘示意图电源线可触及部分附加绝缘基本绝缘带电导体1.绝缘电阻率和绝缘电阻·电介质的带电质点主要为本征离子和杂质离子。在电场的作用下,它们可作有向运动,形成泄漏电流。在外加电压作用下的绝缘材料的等效电路如图,电阻支路的电流I1为漏导电流;流经电容和电阻串联支路的电流I。称为吸收电流,是由缓慢极化和离子体积电荷形成的电流;电容支路的电流I。称为充电电流,是由几何电容等效应构成的电流温度、湿度、杂质含量和电场强度的增加都可能降低电介质的电阻率温度升高时,分子热运动加剧八使离子容易迁移,电阻率按指数规律下湿度升高,一方面水分的浸入使电介质增加了导电离子,使绝缘电阻下降;另一方面,对亲水物质,表面的水分还会大大降低其表面电阻率,造成泄杂质的含量增加,增加了内部的导电离子漏电流过大而使设备损坏也使电介质表面污染并吸附水分,从而降低了体积电阻率和表面电阻率。2.介电常数介电常数ε是表明电介质极化特征的性能参数。介电常数愈大,电介质极化能力愈强,产生的束缚电荷就愈多。束缚电荷也产生极化电场,极化电场总是削弱外电场的相对介电常数E为E,-ScC为电容器极板间为真空时的电容量C为极板间是某种电介质时的电容量绝缘材料的介电常数受电源频率、温度、湿度等因素而产生变化随湿度增加,材料吸收水分,由于水的相对介电常数很高(在80左右),且水分的侵入能增加极化作用,使得电介质的介电常数明显增加。因此,通过测量介电常数,能够判质受潮程度等3.介质损耗在交流电压作用下,电介质中的部分电能转变成热能,这部分能量叫做介质损耗。单位时间内消耗的能量叫做介质损耗功率。介质损耗一种是由漏导电流引起的;另一种是由于极化引起的。介质损耗使介质发热,是电介质热击穿的根源施加交流电压时,电流、电压的相量关系如图示。总电流与电压的相位差φ,即电介质的功率因数角。功率因数角的余角δ称为介质损耗角。根据相量图,不难求出单位体积内介质损式中:o-—电源角频率耗功率PoeEtand质介电常数;E—电介质内电场强度;tan8介质损耗角正切由于P值与试验电压、试品尺寸等因素有关,难于用来对介质品质作严密的比较,所以,通常是以tanδ来衡量电介质的介质损耗性能。对于电气设备中使用的电介质,要求它的tan值愈小愈好。而当绝缘受潮或劣化时,因有功电流明显增加,会使tanδ值剧烈上升。也就是说,tanδ能更敏感地反映绝缘质量。因此,在要求高的场