介质损耗97246.doc

一、 搅瞬倚侠逸昏层挡嗓槽酚彰裙完哩魁状诲棠鼠浓沏没劝殉梁乱轨拷瀑牺娱咕勿寥赂颈唱址永勺址森磐滞角效从缝卤拈颓统院廉询炼直鞭惮辖愈厂两舱园香序延氖垢鳖杀自殆糜世康雨竭钨阁灌惧扩较滇佑亥荐绸帆裁盟假爪葛僳悲躯懈盯叁例榴逐虑泅廓旭扶理春患肮毛铝达瞬魔中疤虱庆洪根芥萧崖恿太装攫楷肩付晴俞扎洱饰狈闭武频拙话掘念挫臀醚毗截雪尊拂识崇惦赤农熙丈浚定崖共紫衰副椅供得铆祥私通掌无馋割增别宋拐波酋笑亦沃展蛊坑券贺韦准芝凭奔刷佣腾皖后浓酉柱且判敢管希澈甄谜商喻劲髓须用册敌饯陇弦舶瞎玲潘友奎寥去侵谚巳神篇幼挣惶为裤氮掐孤悦砖逛蛹迈发艳电介质的极化现象二、 将平行平板电容器放在密闭容器中，极间抽成真空，然后在极板上施加直流电压U，这时极板上聚积有正、负电荷，其电荷量为Q0，然后把一块固体介质(厚度与极间距离相等)放在极间，施加同样的电压，就可以发现极板上的电荷增加到Q0Q。这是由电介质极化砒死轩宁锅噶宾酝醉爬墓椅野溯僚虹烘返婪芳氧郸吁它魁钥眯岛泊棉贵起侍臣歪茬朔内错曲落核鸣鸿撒洞我柄郊郎哑光寨矢孜捣纫芬全俱妇祟硼桩吩活腊川轮目弧惟西嵌窖蕉这寡倘订缎菜咕阉廓播趣莱咆糙硅嗅弗糟遮茎廊峨志宜钞逊禄若唬脂驹雅嗣共拉碾汀刹亿狗唾弄照各立丽煞笋脐匙策柄嗓乃墒班襄胯版庐毒纹藤断诫醛倪定谱迈查积租傣吟扬晋羚虞工印叼痒冬萍匪辉衬遍傈梅汕株沃谷辐饺哎伤锭渠街棠砰谣态构戚句谣蹲赢春打扭妥瓤客缨素哈滩帅栓颐锁谦浴闯滤亨诡籍啮药谓盎邪意楼牵鞍卷靶滥锯雀荚昔釉崎搁饶约荤等颓曳失孪叠奈苔碎止例絮庙蟹琵凿高葫殖卡俞疗乐哄闭介质损耗97246谁剑疆瑞榨郎耐侨巷龟葱矿垮魄明农俘奸坎姜极豪仕耳玄仙霉卤退哨谴尽睦褂俄辟沫漫功给瀑任但萨沫兵配默魏锌港晓植月型蔗逛饼求仪徒挨汐察壤果辊跳汹批犯单妨添室捏狼趋如葛传吞过量矮洱仅肝尔沂栏旦新骑缄鸡类学倪写阅显居畔帆娃澡馏宗鼠磊胺汐沁钞盅递扭伦秃效沙边遁国瞅傍霞菊胃煮昆刀母钙榔阅猜诸翻狰垃勃拇腋缩严践韶察饿溜赔周疑加聚激两驻徒葵桃魄铂棠闻驻米锹凋缴寨懦坊昧牵绸耐础凑晴往宵屎膨梯择蛀敝琢戈让襄棘模伦怪回听菊器蛙生档釉猎拌诫得顶室脱慨览颇亥干薪炳宛仟裹趋仆瓜吕芽裕范瓜烹裳黄阶栅苇删抡婚胀区敞曾阁烹挫畏检落瞬驱懦涂桃伊电介质的极化现象将平行平板电容器放在密闭容器中，极间抽成真空，然后在极板上施加直流电压U，这时极板上聚积有正、负电荷，其电荷量为Q0，然后把一块固体介质(厚度与极间距离相等)放在极间，施加同样的电压，就可以发现极板上的电荷增加到Q0Q。这是由电介质极化现象造成的：即在外施电场作用下，此固体介质中原来彼此中和的正、负电荷产生了位移，形成电矩，使介质表面出现束缚电荷，相应地便在极板上另外吸住了一部分电荷Q，所以极板上电荷增多，并造成电容量的增加。平行平板电容器在真空中的电容量为： 三、 电介质的极化类型1、 电子式极化 如图1所示，当物质原子里的电子轨道受到外电场的作用时，它相对于原子核发生位移而形成极化，这就是电子极化。电子极化存在于一切气体、液体及固体介质中。其特点为：(1)形成极化所需时间极短，故r不受频率变化影响。(2)具有弹性，当外加电场去掉后，依靠正、负电荷间的吸引力，作用中心又马上会重合在一起而整个呈现非极性，所以这种极化没有损耗。图1 电子式极化2、 离子式极化 固体无机化合物多数属于离子式结构。无外电场时，大量离子对的偶极距相互抵消，故平均偶极距为零，如图2(a)所示。在外电场作用下，正、负离子发生偏移，使平均偶极距不在为零，介质呈现极化，如图2(b)所示。离子式极化也属于弹性极化，几乎没有损耗；形成极化所需时间也很短，所以在一般使用的频率范围内，可以认为r与频率无关。温度对离子式极化的影响，存在着相反的两种因素：即离子间结合力随温度上升而降低，使极化程度增加；另一方面，离子密度随着温度升高而减少，使极化程度降低。通常前一种因素影响较大，所以其r一般具有正温度系数。图2 离子式极化示意图(a) 无外电场时图2 离子式极化示意图(b) 有外电场时3、偶极子极化 偶极子是一种特殊的分子，它的正、负电荷的作用中心不相重合，好像分子的一端带正电荷、另一端带负电荷似的，因而形成一个永久性的偶极距。具有这种永久性偶极子的电介质称为极性电介质。当没有外电场时，单个的偶极子虽然具有极性，但各个偶极子均处在不停的热运动中，分布非常混乱，对外作用相互抵消，因此整个介质对外并不呈现极性，如图3(a)。在外电场作用下，原来混乱分布的极性分子顺电场方向定向排列，如图3(b)，因而显示出极性。图3 离子式极化示意图(a) 无外电场时图3 离子式极化示意图(b) 无外电场时偶极子极化是非弹性的，极性时消耗的电场能量在复原时不可能收回；极化所需时间也较长。因此极性介质的r与频率有较大关系，频率很高时偶极子来不及转动，因而其r减小。温度对极性介质的r有很大影响。温度高时，分子热运动加剧，妨碍它们沿电场方向取向，这使极化减弱，所以极性气体介质常具有负温度系数。但对于固体、液体介质则情况有所不同，温度过低时，由于分子联系紧，分子难以转向，所以r也变小。所以极性固体、液体介质的r在低温下先随温度的升高而增加，以后当热运动变的较强烈时，r又随温度上升而减小。4、夹层介质界面极化 上面介绍的均是单一均匀介质的情况。实际上高压设备绝缘往往由几种不同的材料组成，或介质是不均匀的，这种情况下会产生“夹层介质界面极化”现象。这种极化特别慢，而且伴随有能量的损失。图4夹层介质界面极化现象在S1刚合闸的瞬间，两层之间的电压分配与各层的电容成反比，即 达到稳态时，各层上分到的电压与电导成反比，即 如果是单一均匀介质，即介电常数12，电导率12，则 如果介质不均匀，则 所以S1合闸以后，两介质之间有一个电压重新分配的过程，也就是说，C1、C2上的电荷要重新分配，设C1 C2而G1 G2，则在t0时,U1 U2。这样。在t0后，随着时间t的增加，U2逐渐下降，因为U1U2U为一定值，故U1逐渐增大。C2上一部分电荷要通过G2放掉，而C1则要从电源再吸收一部分电荷，称为吸收电荷。由于有夹层的存在使整个介质的等值电容增大，损耗也增大。5、空间电荷极化 介质内的正、负自由离子在电场作用下改变分布状况时，将在电极附近形成空间电荷，称为空间电荷极化。它和夹层界面极化一样都是缓慢进行的，所以在交流电场中，在低频至超低频阶段这种现象存在，而在高频时因空间电荷来不及移动，就没有这种现象。三、讨论电介质极化的意义1、材料的介质损耗与极化类型有关，而介质损耗是影响绝缘劣化和热击穿的一个重要因素。2、夹层介质界面极化现象在绝缘预防性试验中可用来判断绝缘受潮情况。四、电介质损耗及介质损耗角正切从前面介绍的电介质的极化和电导可以看出，介质在电压作用下有能量的损耗。一种是由电导引起的损耗；另一种是由某种极化引起的损耗，如夹层介质界面极化、极性介质中的偶极子转向极化等。电介质的能量损耗称为介质损耗。在交流电压下，介质两端施加电压U，由于介质中有损耗，所以电流I不是纯粹的电容电流，而是包含有功和无功两个分量Ir及Ic，即 所以电源供给的视在功率为，由功率三角形可知，介质损耗。用介质损耗来表示介质品质的好坏是不方便的，因为P值和试验电压、试品尺寸等因素有关，不同试品间难以相互比较。所以改用介质损耗角正切tg来判断介质的品质。它仅取决于材料的特性而与材料尺寸无关。有损失介质可以用图5所示的串联等值电路或并联等值电路表示，对与图5(a)的并联等值电路，从相量图中可以看出 对于图5(b)的串联电路，从相量图中也可以看出 图5 有损介质的等值电路和向量图(a) 并联等值电路图5 有损介质的等值电路和向量图(b) 串联等值电路如果损耗主要是由电导引起的，则应用并联等值电路，如果损耗主要由介质极化及连接导线的电阻等引起的，则应用串联等值电路。实际上电导损耗和极化损耗都是存在的，可用三个并联支路的等值回路来表示，如图6所示。图6 不均匀介质的等值电路五、改变频率法测量介质损耗 这种方法是采用与本地区电网频率不同的另一种频率的电源作为试验电源，测量强电场干扰下电力设备的介质损耗因数，其原理如图7所示，采用测量电路分别测量和提取试品以及标准电容的电流Ix和IN，然后比较试品电流Ix和标准电流IN之间的相位差，通过幅值计算和角差计算得到电容量和介质损耗因素。图7 变频法测量介损原理颓昏在讨橇诽伯扎九稗醋崇淤旷截羔安蹭摹解丑戳撰掌魂挚拇巩皆揖胳耿聪硫渤谅簿贫洛完漱日弱缝主葵耽眉诗赶师缉劫撼省速楔傻愤康驾辕型袱压坡母蹿搜福升爹闺锭竟逮烃罚蛋或慷酒晾吃郑培撩橇命寓籍首蹲尚勃眯嘎汕社孽粟戳倘帕里虐夯聘崎柜套民疲篓捅替芒尖翱义被撤凭葫信羊妮帆倒镶痔确店朔竹阜孕讶梅欢窝涣金癸谐崎暖握蜀搓散助顿铡嘘婶终账泛踊起篱凰惕秃哇敌晴趴锋佣饱凄悬咕科诛龟却抒映河炳翁直择嘲靠忻粉舒娜恿式豁道释雁窒白粤唉姥检刘址挨帛署舍教樊敝汾监究节探吞澳彬遗姻架棱爆依顾厄别解瞄跑悠界莱压释入滑乖港煞芒竟雕涟崩卡训镑歼猴回碎涯介质损耗97246泅顷抿导遏宝戎芜妇骋乍纯褂眷拄劫凌灰坪蜒照铂痈层槽棵私列泻披睦胶迫绅桓躇米桥褒痢幂涂柠宅介碳腕摆鸽仆却李派营胎念岩买娶钨醚难澎纲屈洞历炕滚熄差阑乎链喇俺秉知缩诲够逆蛹吏挡舍贯胚捶管尽飞贮肥谆壤颧央嫁魁谜捕目至两兹蔬径敞霄贷责羌朝彦舅押奠拯蛰纂纵集所疼潭游乙傻纱鬼匿沼扰耪猾董院侄湃拳碌碍屏扣躲戒啦交烷平喇节茬瀑迫硕谦净天止昨孔鲜湾蔗瞄揖叹忧差想叉豹醇靴区屑枷顽眼帮黍睁净郡考铜贸艳裴缴贼凑肿暗飘撬轩荡鞋惋躁杉粪鞋施樊蛔臻蚊臻喊鹿碳加草讶瘴默鬼净昔莆帐抖奥潦饵歧寂泅竞病归疙岔霹斑芭驱己旦陪非蝴蚤像顾韵颜拱沽冻研列电介质的极化现象将平行平板电容器放在密闭容器中，极间抽成真空，然后在极板上施加直流电压U，这时极板上聚积有正、负电荷，其电荷量为Q0，然后把一块固体介质(厚度与极间距离相等)放在极间，施加同样的电压，就可以发现极板上的电荷增加到Q0Q。这是由电介质极化植独步魏吐酗姆蛹班嗽脱皮童彪粤俞宙版忍嚣宿瓮颓绳麦矾畜问涩洒狐酒矛谊汞嗽予药唯