（机械设计及理论专业论文）绝缘纸板微水分介电测量中接触压力问题研究.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 绝缘纸板微水分介电响应测量中接触压力问题研究从变压器绝缘纸板微水分介 电测量试验中的接触压力问题出发，针对此试验中绝缘纸板与传感器电极的接触状态， 就夹持压力对绝缘纸板及整个介电测量系统的影响进行了研究。 论文介绍了电介质复介电常数的含义及影响因素，并针对计算绝缘纸板实际介电常 数的三种计算模型，分析了压力对其介电常数的影响。 绝缘纸板微水分介电测量系统包括正弦驱动信号源、电容式微水分测量传感器及调 理电路。论文从电容式测量传感器的工作原理出发，介绍了利用集总电路模型求被测绝 缘纸板复介电常数的方法。 利用介电测量系统，测量压力对绝缘纸板测量结果的影响。对试验结果与理论分析 的差异，论文又综合各种因素，得出试验所用平板电容传感的驱动电极在受压后接地电 容及电导的变化对测量结果的影响。并给出了考虑驱动电极变形影响时的集总电路模 型，分析受压后各变形对输出电压的影响。 利用a n s y s 的电路分析功能，分别针对传感器电极与纸板，分析受压后相应电容 及电阻的变化对输出电压的影响，得到这些改变对输出电压幅值及相位角的影响趋势。 针对纸板的不同变形形式及变形值，尝试利用a n s y s 的结构分析功能，得出消除变形 所需力的大小，为今后解决此类问题提供思路，并为工程应用提供参考依据。 关键词：绝缘纸板；介电测量；电容式传感墨；压力 大连理工大学硕士学位论文 r e s e a r c ho nt h ee f f e c t so fp r e s s u r ei nt h ed i e l e c t r o m e t r ym e a s u r e m e n t so f m o i s t u r ec o n t e n ti np r e s s b o a r d a b s t r a c t t h eo o n t a c 恤培s t a t ea n dc o n t a c t i n gp r e s s u r eb 池v nt h ep r 朗s b o a r de n dt h ee l e c t r o d eo f c a p a c i t i v es e t l s o rg a l la f f e c tt h em d a s u r e i n e n to f m o i s t u r ei nt r a n s f o r m e ri n s u l a t e dp r e s s b o a r d 1 r i l ca f f e c t i o no fp r e s s u r et h a tp u to nt h ep r e s s b o a r di nt h et e s to fm o i s t u r em e 船u r f f f l l e n ti s p r e s e n t e d t h et h e s i si n t r o d u c e st h ec o m p l e xp e r m i t t i v i t ye n di t sd i s t u r b a n c ef a c t o 巧、i t ht h r e e m o d e l s ，t h ee f f e c t i v ed i e l e c t r i cc o n s t a n to f p r e s s b o a r dc e nb ec a l c u l a t e d w h e nt h ep r e s s b o a r d i sc o m p r e s s e d t h ec o m p l e xp e r m i t t i v i t ys h o u l da l s oc h a n g e s 1 1 1 em e a s u r e m e n ts y s t e mo fm o i s t u r ec o n t e n ti np r e s s b o a r dc o n c l u d e ss i n u s o i d a ls i g n a l g e n e r a t o r , c a p a c i t i v e s c m t s o rm e a s u r i n gm o i s t u r ec o n t 印te n di n t e r f a c ec i r c u i t f o rt h e d i e l e c t r o m e t r ys 就l s o rg a l lb ep r e s e n t e db yal u m p e de l e m e n tc i r c u i t , t h ec o m p l e xp e r m i t t i v i t y o f p r e s s b o a r dc a nb ec a l e u l a t e d r e s u l t sa r ep r e s e n t e do fm e a s u r e m e n t s ，o ft h ee f f e c t so fc o m p r e s s i v es t r e s so nt h eg a i n e n dp h a s eo fo u t p u tv o l t a g e f o rt h er e s u l t so f m e a s u r e m e n ta l s od e p e n do i lt h ec o m p r e s s i o n o f d r i v ee l e c t r o d e an 翻0 t , l u m p e dd e m e n tc i r c u i ti sp r 韶e n t e d w h i c hc a nb ep 日f e c a ye x p l a i n t h ed i f f e r e n c e s b y m t n so f t h ef i n i t ed e m e n ta n a l y s i ss o f t w a r ea n s y s 9 0 ，t h ec i r c u i ta n a l y s i si sm a d e 1 1 1 er e s u l tc u r v e si n d i c a t et h a tt h ec h a n g e so ft h ec a p a c i t a n c ea n dc o n d u c t a n c es h o u l da f f e c t t h eo u t p u tv o l t a g et o g e t h e r t k st h e s i sf i n a l l yp r o “d e sam e t h o dt oa n a l y z et h ec o m p r e s s i o n v a l u eo fp r e s s b o a r de n de l e c t r o d eu s i n ga n s y s 9 0 w h i c hm a yp r o v i d e sm o d ee x t r a c t i o n r e s u l t sf o rn e x tr e s e a r c he n dt e s t s k e yw o r t h ：p r e s s b o a r d ；d i e l e c t r o m e t r y ：c a p a c i t i v es e n s o r ：p r c m s u r c i i i 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：避日期：翟卓! 三：垂 大连理t 大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位 论文版权使用规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送 交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理 工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也 可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。 作者签名：奎丕z 蝰耋 翩硌舅灶 ! 1 2 年- l l 月皇旦日 大连理工大学硕士学位论文 1绪论 1 1 选题背景 变压器的绝缘系统是影响变压器可靠运行的最关键因素。而变压器的绝缘处理工 艺，特别是经过绝缘干燥处理后绝缘纸板的水分含量，直接决定变压器的可靠性和使用 寿命，因此必须对绝缘纸板中的水分的多少及分布、测量及控制方法进行研究。绝缘纸 板微水分测量试验【l 】从绝缘材料的介电极化及介电损耗机理出发，利用自主开发的几种 微水分测量传感器和调理电路与系统测量软件进行绝缘纸板微水分的测量。试验主要是 应用边缘场式电容传感器及介电测量系统对纸板的微水分进行测量，在测量时为了改善 电极与纸板的接触，常采用在纸板与电极间施加压力的方法。虽然在施加压力后，可以 减小空气对测量结果的影响，但同时纸板及传感器的极板也会受到压缩，使相应的电容 及电导发生变化，从而影响绝缘纸板微水分测量的结果。 本课题将从这个方向出发，研究压力对绝缘纸板微水分测量系统的影响。从而在对 绝缘纸板的微水分进行测量时，可以利用所得到的结果，将所施加压力对测量结果的影 响考虑进去，修正测量结果，以期达到更准确测量的目的。 1 2 绝缘纸板及其特点 1 2 1电力变压器绝缘的分类 在电力变压器中，目前以油浸式变压器的产量最大，应用最广。油浸式变压器的绝 缘主要分为内绝缘和外绝缘两大类，内绝缘的主要部件是由绝缘纸、绝缘纸板等材料制 成，与变压器油配合构成变压器油纸绝缘结构。外绝缘是指箱外套管本身外绝缘以及套 管问及套管对地间的绝缘，主要由陶瓷材料制成。 油浸式变压器中使用的绝缘材料应该有： ( 1 ) 良好的电气性能，电阻率高，耐电压值高，介电常数越接近变压器油的介电常 数越好； ( 2 ) 足够的机械强度，在一定力的作用下不发生变形和破坏； ( 3 ) 足够的耐热性能，极小的介电损耗，较高的导热系数； ( 4 ) 小的收缩率。 干燥的绝缘纸板既有理想的绝缘特性，又有不错的机械性能，它的相对介电常数约 为3 7 4 。变压器油除了为主要的绝缘介质，还是冷却介质。它的相对介电常数约为2 2 。 由绝缘纸板和变压器油组成的油纸绝缘有非常好的电气性能，在短时间的电压作用下， 绝缘纸板微水分介电测量中接触压力问题研究 其耐压强度可达5 0 - 1 2 0 v r a m 。而且，其材料来源丰富，制造工艺简单。所以油浸式变 压器主要采用油纸绝缘结构。 1 2 2 绝缘纸板的产生 绝缘纸板出现于变压器的发展过程中。在十九世纪刚开始制造变压器中，简单地在 空气中使用石棉和普通纸板等绝缘即可满足要求。到了二十世纪初，采用虫胶粘合的压 纸板曾带来一次较大的改进。但不久因虫胶纸板绝缘件在较高的温度下没有足够的强 度，而不能满足当时发展的油浸变压器的耐热要求。 瑞士的海佛里公司( h a e f e l y t r e n c h a g ) 于1 9 1 2 1 9 1 5 年积极采用化学家培克兰 刚发明的“酚醛一甲醇树脂制造上胶纸( h a r t p a p i e r ) ”。因这项发明使变压器设计师 用这种绝缘材料满足当时的全部要求。在二十世纪二十年代后期，瑞士魏德曼通用公司 ( w e i d m a n na g ) 的新领导人汉斯邱迪福德( h a n st s c h u d 卜- f a u d e ) 工程师才从 事研究按大型变压器制造需要加工处理的层压纸板，结果制造了一种新型绝缘材料，它 是用优质的硫酸盐纸浆制成，这就是图1 1 所示的绝缘纸板f 2 1 3 1 。 图1 1 绝缘纸板 f i g 1 ip r e s s b o a r d 制造中纸浆层越薄、层次越多，辊压出来的绝缘纸板质量越好，通常绝缘纸板每一 毫米厚度有3 5 层，即每层厚约3 0 z m 。由于只用纯纤维而不加任何粘合剂，所以绝缘 纸板可以彻底干燥、去气和浸油，其机械及电气性能优越。 大连理工大学硕士学位论文 瑞士魏德曼通用公司和瑞典的a b b 公司等生成的绝缘纸板在国际上比较有名。我 国目前使用的绝缘纸板主要由辽阳工业纸板和湖南邵阳纸板厂生产。经过几十年的努 力，产品己接近世界先进水平。 1 2 3 油纸绝缘中的水分及其影响 工作中的变压器绝缘是由固体绝缘纸板和液体变压器油构成，大量的绝缘纸板在空 气中极易吸湿，若将水分带入变压器油中，就会成为影响变压器正常工作的主要因素1 4 j 。 尽管水分对变压器油的电导率影响不大，但会降低其介电强度，影响绝缘纸板的电导率， 从而使损耗和静电弛豫加大，它是产生静电的关键因素。 变压器所承受的瞬时负荷，特别是负荷加大时会使其绝缘的温度迅速变化，温度影 响固体与液体之间的水分溶解平衡，而直接影响绝缘的导电性。油中的微水分可以在温 度迅速降低时转换为可造成电击穿的自由水。如果系统中的水分较大，介电损耗会导致 发热和降低变压器效率。当温度急剧下降，油中的水分在扩散到纸板中之前，会使水分 超过其在该温度下的饱和值，造成油中的自由水，这会给变压器造成灾难性的后果。在 变压器停用一段时间后重新使用时，变压器要重新加热，水分会从纸板排到油中。水分 首先来自纸板的界面，留下一个非常干的绝缘很好的界面，任何积累表面的电荷都没有 泄漏的通道，这样表面电荷密度不断增大直到产生火花放电。该火花会产生气体，引起 高强电场，造成高能放电，损坏变压器。 如果在使用早期不出现问题，纸板深处的水分经过几个星期扩散到表面达到于油中 水分的平衡。只要油纸界面不干，就会有放电的通路，这样表面电荷的密度不至于太高， 即当变压器工作在水分平衡的状态下，电荷累积的危险就很小了。 对于吸湿性较强的绝缘纸板，通常含有一定量的水分。研究表明，当绝缘纸板的含 水质量分数明显大于o 1 时，会使其电气绝缘强度则显著下降，损耗加剧，绝缘纸板 的老化加快，油中的含水量也变大，从而影响绝缘结构尺寸和运行的寿命。因此，在变 压器制造过程中一定要对由绕组和绝缘构成的器身进行干燥处理。在变压器投入使用后 也要定期对绝缘中的水分进行检测和处理。一般而言，经干燥处理后，变压器绝缘纸板 的水含量为o 1 o 2 左右比较合适。含水量过高，一方面会降低变压器的绝缘强度， 另一方面会增加损耗和漏电流，从而使变压器发热，运行温度升高，加速绝缘材料的老 化，降低变压器使用寿命。例如在1 0 5 。c 下变压器的寿命为2 0 3 0 年，温度升高6 7 。c 后，寿命只有几年。但过低的含水量也没有实际意义。含水量越低，要求绝缘干燥处理 的周期越长。一台大型变压器器身的干燥处理往往需要一周时间。怎样在保证绝缘于燥 处理质量的前提下，尽量缩短干燥时间，有着非常重要的现实意义。 绝缘纸板微水分介电测量中接触压力问题研究 判断变压器干燥处理结束的标准就是绝缘纸板的含水质量分数，变压器绝缘干燥处 理中微水分的现场测量就是这样被提出来的。 1 3 绝缘纸板微水分介电测量试验简介 3 1绝缘纸板微水分介电测量系统简介 为了进行绝缘纸板微水分介电测量研究，采用介电频谱测量方法，利用绝缘纸板微 水分介电测量系统，针对变压器不同部位的绝缘纸板，用不同类型的电容式测量传感器 【5 j 【6 】【刀1 3 】测量绝缘纸板的微水分。在正弦驱动信号的作用下，由电容式测量传感器输出 的感应信号被送入调理电路，经过缓冲、滤波，再与驱动信号进行比较得到测量信号的 增益及相位角。温度传感器测量干燥环境的温度以便补偿温度对测量结果的影响，微机 利用主机内置的集成数据采集卡和用编写的测量系统软件构成数据采集和测量控制 系统，控制微水分测量传感器的单元切换，采集测量数据，完成相关数据处理计算，显 示测量的结果。 1 3 2 绝缘纸板微水分介电测量试验中存在的问题 由于电容式边缘场传感器对被测对象的相对位置非常敏感，理想条件是测量电极与 被测对象总能保证固定的位置，比如能紧密接触。这对于液体测量对象容易保证，对于 绝缘纸板这样的固态整体测量对象，其测量电极与纸板之间的界面必然存在一定的气 隙，这个气隙是随机的，由于低频测量时传导电流起主导作用，纯粹的空气层模型将会 切断传导电流。存在这样部分接触的空气层又会减小所测量的纸板相对介电常数，由于 空气与纸板介电常数的差异，更换测量对象就意味着带来随机误差。 试验测量中，为了保证绝缘纸板与测量传感器电极的充分接触，要对纸板施加一定 的压紧力。但施加压力后会对测量结果产生一定的影响。通过试验研究压力对绝缘纸板 介电测量的影响，为实际微水分测量及传感器的选用提供参考数据。 1 4 国内外研究现状 1 4 1 国外相关研究现状 国际上对用介电方法进行绝缘纸板的微水分测量的研究始于二十世纪八十年代，从 最初的功率因数及损耗因数测量方法发展到以恢复电压测量法、弛豫电流测量法及介电 频谱测量方法等多种测量技术。根据目前掌握的文献看，欧洲的瑞士、匈牙利、德国、 瑞典、挪威、前苏联及澳大利亚等国主要针对变压器整体绝缘结构以及工作状态下的检 4 一 大连理工大学硕士学位论文 测诊断进行研究，主要研究恢复电压测量法 9 1 、弛豫电流测量法【1 0 】，并开发出一些产品。 利用介电频谱方法研究变压器绝缘材料主要分布在美国几所院校。它们重点研究用介电 频谱方法测量变压器绝缘材料的水分分布规律。在理论研究和试验方法、传感器开发设 计、调理电路的设计、数据的处理方法等方面走在前端。 y s h e i r e t o v 及m z a h n 于1 9 9 5 年发表的文章中】，详尽地介绍了介电频谱技术测 量浸油纸板微水分测量的理论和方法。 图1 2 测量装置等效电路 f i g 1 2e q u i v a l e n tc i r c u i to f t h es t z u c t u r e 图1 3 平板电容式传感器 f i b1 3 s t r u c t u r eo f p a r a l l e l - p l a t e 1 3 8 0 r 他们采用图1 2 所示的测量电路，其输入为频率可调的正弦驱动电压，由测量单元 和负载支路构成的交流分压电路可得到输出的同频率电压。测量单元是由图1 3 所示的 平板电容式传感器及被测绝缘纸板构成。分析输入电压和输出电压的幅值增益和相位变 化，再根据已知的负载支路和频率可求出测量单元的复阻抗及其复介电常数。从而得到 介电频谱。 澳大利亚的v t m o r g a n 在1 9 9 6 年与1 9 9 8 年发表的文纠12 】0 3 】中，研究了频率、湿 度、压力、及气压对高压设备中使用的层叠绝缘牛皮纸介电性能的影响。 t e r l l p e r o t u r e ( d e g c ) 图l 。4 不同温度与压力下直流绝缘电阻r 的变化 f 噜1 4 v a r i a t i o no f d ci n s u l a t i o nr e s i s t a n c ew i t ht e m p e r a t u r ea n dc o m p r e s s i v es t r e s s 一拿王。一p”g藿。芷 绝缘纸板微水分介电测量中接触压力问题研究 4 d 3 5 3 0 u 2 5 2 o 1 5 图1 5 在8 0 c 温度下不同压力与频率下的复相对介电常数实部 f i g 1 5v a r i a t i o no f t h er e a lp a r to f t h ec o m p l e xp e r m i t t i v i t y w i t hc o m p r e s s i v e $ f f c k $ a n df i - e q u e n c ya t8 0 c 图1 68 0 c 温度下不同压力与频率下的复相对介电常数虚部 f i g 1 6 v a r i a t i o no f t h ei m a g i n a r yp a r to f t h ec o m p l e xp e r m i t t i v i t y w i t hc o m p r e s s i v es t r e s sa n df r e q u e n c ya t8 0 。c 试验是在真空条件下，频率范围从5 0 h z 到2 0 k h z ，测量了压力和温度对层叠牛皮 纸相对复介电常数的实部及虚部的影响。如图1 4 、1 5 、1 6 分别为该试验所测得温度及 压力对牛皮纸绝缘电阻、及介电常数的影响趋势。 从试验得到的曲线可以看出，在一定的温度下，绝缘纸的绝缘电阻随压力的增加呈 下降趋势，而其复介电常数的实部及虚部均呈上升趋势。 1 4 2 国内相关研究现状 目前，国内对变压器绝缘纸板的研究主要集中在以下几个领域：变压器绝缘纸板微 水分的检测1 4 1 【15 1 、变压器绝缘老化与寿命评估【1 6 1 1 刀等方面。对绝缘纸板在受压情况下 6 一 大连理工大学硕士学位论文 介电性能的研究还没有见到相关报道。国内关于压力对其他材料介电性能的影响，主要 集中在碳纤维增强水泥方面【1 8 1 1 1 9 1 2 0 1 2 “。 1 5 论文的主要研究工作 论文的研究是基于中国输变电行业技术攻关课题变压器绝缘纸板微水分介电测量 原理及其测量系统的研究( y 9 8 0 l 0 2 11 ) 的基础上而提出的，此项研究的重点是利用边 缘场电容测量传感器测量绝缘纸板中微量水分及进行测量系统的开发。本论文文主要通 过试验，研究压力对绝缘纸板介电响应的影响。然后利用有限元分析软件a n s y s 9 0 进 行分析计算。 具体研究工作有： 1 针对计算绝缘纸板介电常数的三种计算模型，分析绝缘纸板的介电常数与压力 之间的关系。 2 研究接触压力对绝缘纸板介电性能影响的测量系统。对绝缘纸板试样进行测试， 并选择与绝缘纸板有相似结构的不同样品进行试验，得出压力对测量结果的影响。分析 其产生的原因及影响因素。 3 利用a n s y s 9 0 有限元分析软件的电路分析功能，对介电测量传感器的集总电路 模型进行分析，得出压力所引起各电容及电导值的改变对输出电压的影响。并针对绝缘 纸板两种典型的变形形式，利用a n s y s 9 0 的结构分析功能进行分析，得出在不同情况 下为消除变形而所应施加的展平力大小。 绝缘纸板微水分介电测量中接触压力问题研究 2 绝缘材料的介电性能 2 1 绝缘纸的性能 2 1 1 绝缘纸主要成分纤维素的分子结构 绝缘纸分为植物纤维纸和合成纤维纸两类【捌。植物纤维分为木质纤维、棉纤维和麻 纤维三种。纯硫酸盐木浆纸是木质纤维纸。其原料是木材，常用的是软木中的松杉科木 材，如黄松、白松、红毛杉和红松等木材，这类木材主要有成分是纤维素或称口纤维素。 它是一种天然的高分子化合物，其分子结构中有环状结构，环和环之间是醚键连接的， 每一个六角环中有一个氧原子，每一个环上连有三个羟基，其中有一个是伯醇，反应能 力较强，而醚键具有一定的柔软性，羟基具有一定的极性和亲水性，纤维素大分子内部 或分子问都可以生成氢键。其分子的聚合度一般在1 0 0 0 - 2 7 0 0 之问，分子量在 1 6 1 0 5 4 8 1 0 5 之间。 用木材制造纸浆，有机械和化学两种方法。机械法只是用机械的方式来扣解木材的 纤维，并不能除去口纤维素以外的其它成分，因此制造绝缘纸均用化学法。化学方法包 括亚硫酸盐法和硫酸盐法，一般制造浸渍纸用亚硫酸盐法，而制造卷绕纸、电容器纸和 电缆纸采用硫酸盐法。 2 1 2 纤维素分子结构与绝缘纸特性的关系 ( 1 ) 浸渍性由于纤维素分子结构中有羟基和伯醇闼此，纤维素有良好的吸湿性。 若纤维素置于潮湿的空气中，水分子便会渗透到纤维素的大分子之问，使纤维素结构中 毛细管润胀。因此绝缘纸具有一定的浸渍性。 ( 2 ) 机械性能从高分子化合物的本质来讲，纸的机械强度首先取决于纤维素分 子量的大小。分子量越大，强度越大。从这个基本概念出发，如果要求强度更高的绝缘 纸，可以不用木材作为原材料而改用麻纤维或棉纤维，因为棉、麻纤维的分子量比木纤 维的分子量大得多。另外，同样的纸浆，打浆度越高，纤维疏散得越细和分布越均匀， 结构越致密，抗拉强度也就越大。 ( 3 ) 电气性能绝缘纸的电气性能主要从以下四个方面进行讨论，即耐电强度、 介电常数、介质损耗和热稳定性。 耐电强度绝缘纸的耐电强度，对于以油纸绝缘为主的油浸变压器而言，极为重 要影响绝缘纸耐电强度的主要有密度和透气度。 8 一 大连理工大学硕士学位论文 介电常数由于纤维素大分子每一个链节都有羟基本身有一定的极性，它的介电 常数比较大，纯纤维素的相对介电常数为5 1 左右。一般参考文献中所说绝缘纸、绝缘 纸板的相对介电常数都是指油浸式变压器中所用的浸油绝缘纸的相对介电常数，约为 4 4 左右。介电常数与吸油率有关，它不是常数而是变数。 介电损耗对于超高压变压器所用绝缘纸来说，介电损耗是一个非常重要的指 标。由于绝缘纸的主要成分纤维素是极性大分子，有一定的偶极损耗，但是它的无定型 相的玻璃化温度特别高，在没达到纤维素玻璃化温度之前它已分解，以至于根本就无法 测量。由于玻璃化温度特别高，在大分子分解之前不可能出现偶极损耗高峰，而在绝缘 技术运行温度范围内所出现的不过是一些数值较小的偶极损耗。绝缘纸的损耗主要是电 导损耗。电导损耗主要来自于杂质。损耗大小，不但取决于杂质的数量，也取决于杂质 中的化学成分。 热稳定性绝缘纸的热稳定性很差，在1 0 0 c 以上其中纤维素就会缓慢分解，放 出水、一氧化碳和二氧化碳。长时间在此温度下，纸便因老化而发脆，丧失其大部分机 械性能和电气性能。纤维素耐老化性很差，这是绝缘纸最大的缺点。绝缘纸的耐老化性 和纤维素的分子量有关，一般来说，分子量越大，耐热老化性就越好。因此，硫酸盐纸 浆造的纸要比亚硫酸盐纸浆造的纸耐热性好一些 2 2 介电性能的含义 绝缘材料通常为电介质，可由偶极分子、非偶极分子或两者共同组成。由于偶极分 子的不对称结构，这些分子内部存在偶极距。在外部电场作用下，被极化的偶极子重新 取向，中和电极上的部分电荷。在偶极子重新取向的过程中也可能消耗一定的能量。绝 缘材料在外电场作用下可以贮存和消耗电能的性能，称为其介电性能。一般用介电常数 和介电损耗来表示，电介质的介电性能是由于其在外电场作用下发生的极化和损耗引起 的。最常测量的材料介电性能是其复介电常数。它是测量介电材料重新取向和中和电极 上电荷的能力。这取决于材料的极化程度以及重新取向要克服的阻力。 由于绝缘材料的介电特性与频率有关，当有交变电场作用时，材料内的偶极矩会随 着电场的方向发生振荡。电场的频率越高，偶极矩越难跟上电场方向的变化。从而造成 材料中和电极上的电荷能力下降。测定介质的介电性能可以判断其他方面的性能，例如 电绝缘强度、含湿量、老化等。由于绝缘材料的结构变化在它的介电谱图上可以得到相 应的反映，因此，常用绝缘材料介电性能的频率谱或温度谱作为绝缘材料结构研究的一 种手段。 绝缘纸板微水分介电测量中接触压力问题研究 2 2 1 复介电常数 把以真空为介质、容量为c o 的电容器，接在角频率m = 2 矿的正弦电压源 “= u o p “ ( 2 1 ) 这时该电容器所充的电荷量为 q 2 钿 ( 2 2 ) 通过的充电电流为 l =