液体、固体电介质的性能-电介质的损耗（高电压技术）

高电压技术—电介质的损耗

介质损耗的定义1

介质损耗的基本形式2

介质损耗在工程实际中的应用5

介质损耗的计算及衡量指标3

影响介质损耗的因素4电介质的损耗了解原子的结构及电离的概念学习目标了解各类电介质损耗tgδ的特点及影响因素领会电介质损耗的危害性领会在AC下电介质中的电流及两支路等值电路知晓介质损失角正切值（介质损耗因数）tgδ的概念了解电介质损耗的概念及产生的原因（损耗类型）能把电介质损耗的知识应用在工程实践上01电介质损耗的定义一.电介质损耗的定义2.电介质损耗对绝缘性能的影响介质损耗介质发热介质温度介质电导泄漏电流恶性循环，最终绝缘烧毁或加速绝缘老化，故介质损耗越小越好。在外加电压作用下，电介质在单位时间内消耗的能量。1.电介质损耗的定义02介质损耗的基本形式二.介质损耗的基本形式123电导损耗（DC、AC下均存在）；电介质中的泄漏电流引起极化损耗（只在AC下存在）；电介质的极化引起游离损耗（外加电压超过一定值时）；气体电介质出现局部放电引起03介质损耗的计算及衡量指标三.介质损耗的计算及衡量指标用γ（电导率）、电导G或绝缘电阻R即可表达介质的损耗特性。1.直流电压作用下电介质的直流三支路等值模型其物理意义：tgδ=IR/IC，即通过电介质中有功电流分量与无功电流分量的比值。ψ——功率因数角δ——介质损耗角交流电压下电介质的简化模型2.交流电压作用下tgδ——介质损耗因数（常用百分数表示）三.介质损耗的计算及衡量指标采用tgδ（无量纲）而不用P（有量纲）表示电介质的损耗特性的原因：①P与U、C、ω有关，不便于对不同尺寸的同一绝缘材料进行比较②tgδ无量纲，与材料的几何尺寸无关，只与材料的品质特性有关三.介质损耗的计算及衡量指标04影响tgδ的因素四.影响tgδ的因素（1）温度（2）频率（3）电压注意：不同种类的电介质的损耗形式不同，因此温度、频率和电压对介质损耗的影响也不同四.影响tgδ的因素气体电导、极化损耗很小，受温度和频率的影响很小。只有当U＞U0，局放、电晕损耗才大增（常用气体作为标准电容器的介质）。当E较小时tgδ较小，当E增大到某一临界值时，tgδ将急剧增加当固体介质中含有气隙时，可能出现局部放电，使绝缘老化加速，因此常采用干燥、浸油或充胶等措施来消除气隙。固体介质与金属电极接触处的空气隙，经常采用短路的办法，使气隙内电场为零。1.气体电介质损耗制作tgδ=f(U）关系曲线来判断介质中是否存在局部放电）四.影响tgδ的因素1）中性或弱极性液体介质主要是电导损耗，损耗较小，与温度的关系和电导相似。2）极性液体具有电导、极化损耗，与温度和频率有关。2.液体电介质损耗四.影响tgδ的因素3.固体电介质的损耗（1）分子式结构：有中性和极性两种。中性的：如聚乙烯等主要是电导损耗，电导极小，损耗也很小，高频下可使用；极性的：如纸、聚氯乙烯、有机玻璃等介质。与温度、频率的关系同极性液体相似，极化损耗较大，高频下更严重。（2）离子式结构：其与结构特性有关。结构紧密的离子晶体且不含使晶格畸变的杂质时，主要是电导损耗，极小，如云母，它是优良的绝缘材料，高频下也可使用。结构不紧密的离子结构中，有离子松弛式极化现象，较大，如玻璃、陶瓷等，且随成分和结构的不同，也相差很大。（3）不均匀结构：在工程上较常见，如广泛使用的油浸纸等，其损耗与组成成分的性能和数量有关。（4）强极性：在高压电气设备中不采用强极性介质05tgδ在工程实际中的应用五.tgδ在工程实际中的应用123.用来加热干燥泥坯等.受潮、老化时：tgδ将急剧上升.制作tgδ=f(u)曲线判断是否发生局部放电？.选择绝缘:设计绝缘结构时，材料tanδ的要小，并注意温度和频率对tanδ的影响，以免引起发热使绝缘迅速劣化，甚至发生热击穿例行试验中发现一台220kV电流互感器其tgδ值增长超30%，末屏绝缘电阻低于1000兆欧，且末屏对地tgδ值超1.5%，吊芯后看到箱底有水，外层绝缘受潮。项目上次本次说明本体绝缘电阻30000兆欧5000兆欧主绝缘下降末屏绝缘电阻600