电介质绝缘特性（高电压技术课件）

电介质绝缘特性电介质的电导与性能一、电介质电导的基本概念电介质的内部总有一些自由的带电质点，在电场的作用下，带电质点会定向运动形成电流，即电介质具有一定的导电性。介质的电导与金属导体的电导有着本质的区别：1、电介质的电导主要是由离子移动造成的，电导很小。

2、导体的电导主要由电子移动造成，电导极大。二、电介质的电导(1)气体电介质的电导(2)液体电介质的电导

液体电介质的电导主要由离子电导和电泳电导构成。离子电导是由液体本身和所含杂质的分子离解出的离子造成。电泳电导是由液体中的胶体质点吸附电荷带电造成的。(3)固体电介质的电导体积电导表面电导

通过本知识点的学习，使学生掌握电介质的电导与性能，熟悉各种电介质的导电性能，为今后的课程学习打下了良好的基础。电介质绝缘特性电介质的损耗及等值电路一、电介质损耗的基本概念从电介质的极化和电导的概念可以看出，电介质在电压作用下有能量损耗，称为介质损耗，简称介损。介质损耗组成:电导损耗极化损耗游离损耗（1）电导损耗。它由电导电流(泄漏电流)流过电介质产生。电导损耗在交流电压和直流电压作用下均存在。（2）极化损耗。它由极性电介质中的偶极子式极化和多层电介质的夹层极化引起的损耗。极化损耗只在交流电压作用下才存在。（3）游离损耗。它是由液体及固体介质中的局部放电引起的损耗。游离损耗只在外施电压超过一定值时才会出现，并且随电压升高而急剧增加。游离损耗在交流电压和直流电压作用下均会出现。二、电介质的等值电路(1)并联等值电路及向量图(2)串联等值电路及向量图

通过本知识点的学习，使学生掌握电介质的损耗基本概念和等值电路，熟悉各等值电路在工程上的意义，为今后的课程学习打下了良好的基础。电介质绝缘特性介质电导在工程实际中的意义1．电介质电导是绝缘预防性试验的理论依据。通过测量绝缘电阻、泄漏电流可以判断电气设备的绝缘状况。2．多层电介质在直流电压作用下的稳态电压分布与各层电介质的电导成反比，选择合适的电导率可使各层电介质之间的电压分布较合理。3．注意环境条件对介质电导的影响，如湿度对固体电介质表面电导的影响，对亲水性材料应进行防水处理；测量电气设备的绝缘电阻和泄漏电流时应注意湿度对测量值的影响。

通过本知识点的学习，使学生掌握电介质电导在工程实际中的意义，为今后的课程学习和工作打下良好的基础。电介质绝缘特性介质损耗在工程实际中的意义一、介质损耗角正切值tanδ

当给电介质两端施加交流电压时，流过介质的电流包含有功分量IR和无功分量IC，把功率因数角φ的余角δ称为介质损失角。tanδ=IR/Ic=l/ωCR。

P值与试验电压、试品电容量及电源频率有关，不同试品间难以比较。如果外施电压和电源频率不变，则介质损耗与tanδ成正比，所以通常用介质损失角正切值tanδ来表示介质在交流电压作用下的损耗。

tanδ仅与介质本身的特性有关，与被试品的几何尺寸无关，当绝缘受潮或绝缘中有大量气泡、杂质的情况下，tanδ会增大。故对同类型被试品绝缘的优劣，可以通过tanδ值的大小来判断。1．选择绝缘材料。tanδ过大会引起介质严重发热，加速绝缘劣化。二、介质损耗在工程实际中的意义2．在电气设备绝缘预防性试验中，tanδ值的测量是基本的试验项目，可根据tanδ值的变化判断电气设备的绝缘品质。通过测量tanδ与U的关系曲线还可判断绝缘内部是否发生局部放电。

通过本知识点的学习，使学生掌握电介质损耗在工程实际中的意义，为今后的课程学习和工作打下良好的基础。电介质绝缘特性介电常数在工程实际中的意义一、电介质的相对介电常数定义

电介质的相对介电常数εr用来表征电介质在电场作用下极化现象的强弱，其物理意义表示极板间放入电介质后电容量或电荷量比极板间为真空时增大的倍数。二、气体电介质的介电常数

由于气体电介质的密度很小，所以气体电介质的介电常数都很小，在工程应用中一切气体电介质的εr都可看作1。三、液体电介质的介电常数

中性液体电介质。中性液体电介质(如变压器油、苯、硅有机油等)的相对介电常数εr在1.8～2.8范围内。相对介电常数具有不大的负温度系数。

极性液体电介质。这类电介质的相对介电常数较大，其值在3～80，用作绝缘介质的εr值一般在3～6。若用作电容器的浸渍剂，可使电容器的比电容增大。但此类液体电介质在交变电场中的损耗较大，故高压绝缘中很少应用。

极性电介质的εr与温度有关，εr在温度较低时先随温度的升高而增大，以后当热运动较强烈时，εr又随温度上升而减小。极性电介质的εr与电源频率有较大的关系，频率较低时，偶极分子能够跟随交变电场充分转向，εr较大且其值与频率大小无关。当频率很高时偶极分子转向跟不上电场方向的改变，极化率减小，因而εr减小。四、固体电介质的介电常数

中性和弱极性固体电介质。这类电介质只有电子式极化和离子式极化，相对介电常数较小，一般为2.0～2.7。相对介电常数随温度的升高略有下降。石蜡、石棉、聚乙烯、聚丙烯、无机玻璃等属于此类电介质。

极性固体电介质。这类电介质的相对介电常数较大，一般为3～6。εr与温度、频率的关系和极性液体介质的相似。树脂、纤维、橡胶、有机玻璃、聚氯乙烯等属于极性固体电介质。

离子性电介质。固体无机化合物多数属于离子式结构电介质，如云母、陶瓷等，εr一般具有正的温度系数，其值约在5～8。

通过本知识点的学习，使学生掌握介电常数在工程中的实际意义，为今后的课程学习和电介质的应用打下良好的基础。电介质绝缘特性电介质的相对介电常数一、电介质的相对介电常数定义

电介质的相对介电常数εr用来表征电介质在电场作用下极化现象的强弱，其物理意义表示极板间放入电介质后电容量或电荷量比极板间为真空时增大的倍数。二、气体电介质的介电常数

由于气体电介质的密度很小，所以气体电介质的介电常数都很小，在工程应用中一切气体电介质的εr都可看作1。三、液体电介质的介电常数中性液体极性液体四、固体电介质的介电常数

中性弱极性极性离子性四、固体电介质的介电常数

中性和弱极性固体电介质。这类电介质只有电子式极化和离子式极化，相对介电常数较小，一般为2.0～2.7。相对介电常数随温度的升高略有下降。

极性固体电介质。这类电介质的相对介电常数较大，一般为3～6。εr与温度、频率的关系和极性液体介质的相似。

离子性电介质。固体无机化合物多数属于离子式结构电介质，如云母、陶瓷等，εr一般具有正的温度系数，其值约在5～8。

通过本知识点的学习，使学生掌握电介质的相对介电常数定义，熟悉各种电介质的相对介电常数，为今后的课程学习打下了良好的基础。电介质绝缘特性电介质极化概念和种类一、电介质极化概念

绝缘的作用是将不同电位的导体分隔开，使导体间没有电气连接，从而可以保持不同的电位。具有绝缘作用的材料称为电介质。电介质在电场作用下所发生的束缚电荷的弹性位移和极性分子的转向现象，称为电介质的极化。与正极板相对的一端出现负电荷，与负极板相对的一端出现正电荷。二、电介质极化的种类（一）电子式极化

（1）概念：在外电场的作用下，物质原子里的电子轨道相对于原子核发生位移，从而产生感应电矩的过程称为电子式极化。（2）电子式极化特点（二）离子式极化

（1）概念：在外电场的作用下，电场力使得正、负离子发生相对位移，整个分子呈现极性。这种极化形式称为离子式极化。（2）离子式极化特点（三）偶极子式极化

（1）概念：偶极子是一种特殊的分子，其正、负电荷的作用中心不重合，形成永久性的偶极矩，即单个偶极子呈现极性。

在外电场作用下，原来混乱分布的偶极子转向电场方向定向排列，呈现出极性。这种极化方式称为偶极子式极化。（2）偶极子式极化特点（四）夹层式极化

（1）概念：使夹层电介质的交界面处积聚电荷的过程，称为夹层式极化（2）夹层式极化特点极化在低频交流电压下表现出来

通过本知识点的学习，使学生掌握电介质的概念和极化种类，熟悉各自的特点及出现的场合，为今后的课程学习打下了良好的基础。电介质绝缘特性电介质极化在工程实际中的意义一、电介质极化概念

绝缘的作用是将不同电位的导体分隔开，使导体间没有电气连接，从而可以保持不同的电位。具有绝缘作用的材料称为电介质。电介质在电场作用下所发生的束缚电荷的弹性位移和极性分子的转向现象，称为电介质的极化。与正极板相对的一端出现负电荷，与负极板相对的一端出现正电荷。二、电介质极化在工程实际中的意义1、选择绝缘材料。如对电容器应选择εr较大的电介质作为绝缘材料，这样可以减小电容器单位容量的体积和重量。对于其他电气设备如电缆，应选择εr较小的电介质，这样可以减少电缆工作时的电容电流。2、多层介质的合理配合。几种电介质组合使用时，由于在交流电压及冲击电压作用下，各层介质中的电场强度分布与εr成反比，所以要注意选择各介质的εr值，使各层介质中的电场分布较均匀。3、介质损耗与介质的极化类型有关，而介质损耗对绝缘老化和热击穿有很大的影响。4、在绝缘预防性试验中，可用夹层式极化来判断绝缘受潮情况。

通过本知识点的学习，使学生掌握电介质的极化在工程中的实际意义，为今后的课程学习和电介质的应用打下良好的基础。电介质绝缘特性操作冲击电压下空气的击穿电压一、操作冲击电压下空气的击穿电压电力系统在操作或发生事故时，因状态发生突然变化引起电感一电容回路的振荡产生过电压，称为操作冲击电压(或操作过电压)。操作过电压峰值有时可高达相电压的3－3.5倍。因此，为保证安全运行，对于超高压电气设备需要考察其绝缘耐受操作过电压的能力。（1）标准操作冲击电压波形IEC推荐了250／2500μs的操作冲击电压标准波形，标准中也采用了这个标准波形。（2）操作冲击击穿电压的特点曲线操作冲击电压下击穿的U形曲线

操作冲击电压下的极性效应更加显著击穿电压具有明显的饱和现象极性效应饱和击穿电压的分散性大分散

通过本知识点的学习，使学生了解操作过冲击电压的定义，掌握操作冲击电压下的特点，为今后的课程学习打下良好的基础。电介质绝缘特性伏秒特性曲线的应用一、伏秒特性的概念

一般用同一波形下，间隙上出现的电压最大值和间隙击穿时间的关系来表示间隙的冲击绝缘特性，此曲线称为间隙的伏秒特性。二、伏秒特性曲线1）伏秒特性曲线用实验方法求取。对同一间隙，施加一系列标准波形的冲击电压，使间隙击穿，用示波器来观察。

2）由于击穿时间具有分散性，所以在每级电压下可得到一系列击穿时间。实际上伏秒特性曲线是以上、下包络线为界的一个带状区域。三、伏秒特性的应用1）间隙伏秒特性曲线的形状取决于电极间电场的分布。在极不均匀电场中伏秒特性曲线随击穿时间的减少而明显上翘；在均匀和稍不均匀电场中伏秒特性曲线比较平坦。2）伏秒特性对于比较不同设备绝缘的冲击击穿特性有重要意义

如果一个电压同时作用在两个并联的绝缘结构上，其中一个绝缘结构先击穿，则电压被截断短接，另一个绝缘结构就不会再被击穿，称前者保护了后者。

通过本知识点的学习，使学生掌握伏秒特性曲线的概念和应用，为今后的课程学习打下良好的基础。电介质绝缘特性雷电冲击电压下空气的击穿电压一、雷电冲击电压下空气的击穿电压

电力系统中，雷电冲击电压是由雷云放电引起的，其持续时间极短，只有约几个微秒到几十个微秒，可与击穿所需的时间相比拟，故空气间隙在雷电冲击电压作用下的击穿具有与持续电压作用下不同的特点。（1）标准雷电冲击电压波形正极性和负极性的标准波形简单表示为+1.2／50μs或－1.2／50μs。（2）击穿时间t0升压时间

统计时延放电形成时延tstf（2）50％冲击击穿电压及冲击系数

1)50％冲击击穿电压

由于放电时延t1具有分散性，在间隙上多次施加同一电压，有时击穿，有时不击穿。冲击电压值越大，T越大，击穿概率越大。工程上采用了击穿概率为50％的冲击电压来表示绝缘耐受冲电压的大小，用U50％表示。

2)冲击系数β

冲击系数β表示50％冲击击穿电压U50％与静态击穿电压U0的比值，即:

通过本知识点的学习，使学生了解雷电过冲击电压的定义，掌握雷电冲击电压下空气击穿的过程，为今后的课程学习打下良好的基础。电介质绝缘特性提高气体间隙击穿电压的方法（一）改进电极形状

改进电极形状、增大电极曲率半径，以改善电场分布，提高间隙的击穿电压。同时，电极表面应尽量避免存在毛刺、棱角等以消除电场局部增强的现象。(二）极不均匀电场中屏障的采用

在电场极不均匀的空气间隙中，放人薄片固体绝缘材料(如纸或纸板)，在一定条件下可以显著地提高间隙的击穿电压。（三）高气压的采用

由巴申定律可知：在均匀电场中提高气体的压力，可以提高气体的击穿电压。因为气压增大后分子的密度加大，电子的平均自由行程缩小，从而减弱了游离过程。在一定气压范围内，增大气体压力对提高间隙的击穿电压是极为有效的（四）高真空的采用采用高真空的情况与提高气压的情况相似，也是削弱了间隙中气体的游离过程。因为这时虽然电子的自由行程变得很大，但间隙中已无气体分子可供碰撞，因此游离过程无从发展，从而可以显著提高间隙击穿电压。（五）高电气强度气体(SF6)的采用六氟化硫(SF6)和其他一些含卤族元素的气体化合物都是高电气强度气体。具有较高的电气强度是因为它们具有很强的电负性，容易吸附电子成为负离子，从而削弱了游离过程，同时也加强了复合过程；另外，这些气体具有较大的分子量和分子直径，电子在其中运动时平均自由行程较短，不易积聚能量，从而减小了其碰撞游离能力。

通过本知识点的学习，使学生掌握提高气体间隙间隙击穿电压的基本方法，为今后的课程学习打下良好的基础。电介质绝缘特性常用的绝缘子材料一、电工陶瓷

电工陶瓷是无机介质，由石英、长石和黏土做原料焙烧而成，能耐受不利的大气环境，不受酸碱污秽的侵蚀，抗老化性能好，具有足够的电气和机械强度。电工陶瓷是一种脆性材料，抗压强度比抗拉强度大得多。二、钢化玻璃

有和电工陶瓷同样的环境稳定性，而且工艺简单。经过退火和钢化处理后，钢化玻璃的机械强度比普通的瓷还高1～2倍，电气性能也好于瓷。输电线路采用钢化玻璃绝缘子还有一个优点，就是损坏后具有“自爆”的特性，便于巡线时及时发现。三、有机合成绝缘子

由环氧树脂和硅橡胶伞裙护套构成的有机合成绝缘子是新一代绝缘子，具有重量轻、机械强度高、制造方便，污闪能力强等明显优点。它的出现打破了无机材料在高压外绝缘一统天下的局面，在我国及许多国家得到大量应用，显示出迅猛的发展势头和良好的发展前景。

通过本知识点的学习，使学生了解常用绝缘子的材料，掌握绝缘子今后的发展方向，为今后的课程学习打下良好的基础。电介质绝缘特性极不均匀电场中的沿面放电一、套管的沿面放电(电场具有强垂直分量)电晕放电刷型放电滑闪放电闪络

(一）放电过程

(二）提高套管沿面闪络电压的方法二、支柱绝缘子的沿面放电(电场具有弱垂直分量)

支柱绝缘子介质表面的电场分布极不均匀，介质表面电荷的堆积已不会再造成电场更大的改变。另外，支持绝缘子表面电场的垂直分量小，沿固体介质表面没有较大的电容电流流过，放电过程中不会出现热游离现象，故没有明显的滑闪放电。

(二）提高支柱绝缘子沿面闪络电压的方法三、悬式绝缘子串的沿面放电(电场具有弱垂直分量)悬式绝缘子串的表面电场的垂直分量也很小(与支柱绝缘子一样)，沿固体介质表面也没有较大的电容电流流过，放电过程中不会出现热游离现象，故没有明显的滑闪放电，因而垂直于放电发展方向的介质厚度对放电电压实际上没有影响。

(二）提高悬式绝缘子串沿面闪络电压的方法

330kV及以上电压等级的线路可考虑使用均压环来改善绝缘子串的电压分布。

通过本知识点的学习，使学生掌握极不均匀电场中的沿面放电的基本知识，熟悉提高沿面放电电压的基本方法，为今后的课程学习打下良好的基础。电介质绝缘特性均匀电场中的沿面放电一、均匀电场中的沿面放电

使固体介质表面的气体发生闪络时的电压称为固体介质的沿面闪络电压。二、沿面放电击穿电压大小

放电总是发生在固体介质表面，而且沿固体表面的闪络电压比纯空气间隙的击穿电压要低得多。原因分析：1）固体介质表面会吸附气体中的水分形成水膜。水膜中的离子在电场中沿介质表面移动，电极附近逐渐积累起电荷，使介质表面电压分布不均匀，从而使沿面闪络电压低于空气间隙的击穿电压。

2）介质表面电阻不均匀和介质表面有伤痕裂纹，也会畸变电场的分布，使闪络电压降低。

3）固体介质与电极表面接触不良，在它们之间存在气隙。气隙处场强大，极易发生游离，产生的带电质点到达介质表面，会畸变原电场的分布，使闪络电压降低。

通过本知识点的学习，使学生掌握均匀电场中的沿面放电的基本知识，为今后的课程学习打下良好的基础。电介质绝缘特性提高绝缘子污闪电压的方法一、污秽时绝缘子的沿面放电过程

污层湿润度不断增大，泄漏电流逐渐变大，在一定电压下能维持的局部电弧长度亦不断增加，一旦局部电弧达到某一临界长度时，弧道温度已很高，弧道的进一步伸长就不再需要更高的电压，此时电弧将自动延伸直至贯通两极，导致沿面闪络。二、提高绝缘子污闪电压的方法增加爬电距离加强清扫绝缘子表面涂憎水性涂料采用人工合成绝缘子爬扫涂合

爬电距离是指两极问的沿面最短距离。增加爬电距离，可直接加大沿面电阻，抑制电流，提高闪络电压。因此对悬式绝缘子串，常用增加片数或采用大爬电距离的绝缘子。

定期或不定期清扫，人工除去绝缘子表面污秽，可以提高闪络电压。就我国的污秽情况与气象情况而言，清扫最有效的季节在积污严重而降雨尚未到来的冬季。

在绝缘子表面涂上一层憎水性涂料，使受潮的污秽层形不成连续导电膜，抑制了泄漏电流，从而可提高闪络电压。硅油和地蜡涂料的寿命短，RTV涂料(室温硫化硅橡胶涂料)的寿命较长。

用耐老化性能极好，憎水性很强的硅橡胶制造绝缘子，其污闪电压是瓷绝缘子的两倍以上。

通过本知识点的学习，使学生熟悉污闪绝缘子的放电过程，掌握提高绝缘子污闪电压的方法，为今后的课程学习打下良好的基础。电介质绝缘特性均匀电场中气体的击穿过程一、汤逊理论

定义：在均匀电场、低气压、短间隙的条件下进行了放电实验，根据实验结果提出了解释气体放电过程的理论，称为汤逊理论(亦称电子崩理论)。（一）均匀电场中气体的伏安特性（二）汤逊理论电子崩形成示意图1-外界游离因数；2—起始电子；3—电子崩1、电子崩形成2、放电二、巴申定律

定义：早在汤逊理论提出之前，巴申就从实验中总结出了击穿电压Ub是气压p和间隙距离d乘积的函数，即Ub=f（pd）三、流注理论1）定义：流注理论认为电子的碰撞游离和空间光游离是形成自持放电的主要因素，空间电荷对电场的畸变作用是产生光游离的重要原因。

2）流注的形成和发展

通过本知识点的学习，使学生了解气体击穿的发展过程，掌握均匀电场中气体的击穿过程原理，为今后的课程学习打下良好的基础。电介质绝缘特性流注理论对放电现象的解释为什么比较切合实际（1）放电外形。pd很大时，放电具有通道形式，这从流注理论中可以得到说明。流注中的电荷密度很大，电导很大，故其中电场强度很小。流注出现后，将减弱其周围空间的电场(但加强了其前方电场)，并且这一作用伴随着流注的发展而更为强大。因此，电子崩形成流注后，当某个流注由于偶然原因发展更快时，它就将抑制其他流注的形成和发展，并且随着流注的向前推进，这种作用将越来越强烈。（2）放电时间。光子以光速传播，所以流注发展速度极快，这可以说明pd很大时放电时间特别短的现象。（3）阴极材料。根据流注理论，维持放电自持的是空间光游离，而不是阴极表面的游离过程。这就说明了为什么当pd较大时，击穿电压和阴极材料基本无关；而当pd较小，或压力小，或距离小时，电子崩发出的光子容易到达阴极，而不易被气体分子吸收，从而引起阴极表面游离，于是击穿电压和阴极材料有关。

通过本知识点的学习，使学生了解流注理论的放电原理，掌握流注理论放电的应用，为今后的课程学习打下良好的基础。电介质绝缘特性气体中带电质点的产生与消失一、气体中带电质点的产生（1）按照能量来源的不同，游离形式可分为:

光游离

热游离表面游离碰撞游离（2）金属表面游离所需能量获得途径：中和二、气体中带电质点的消失带点质点受电场力的作用流入电极带电质点的扩散带电质点的复合扩散复合

通过本知识点的学习，使学生了解气体中带电质点的产生条件，掌握气体中带电质点的产生和消失的方法，为今后的课程学习打下良好的基础。电介质绝缘特性汤逊理论能解释任何情况下的放电一、讨论汤逊理论能解释任何情况下的放电

汤逊理论是在间隙的pd值较小的条件下提出的，当pd值较大时，气压高或距离大，这时气体击穿的很多实验现象无法用汤逊理论来解释。（1）放电外形：高气压时，放电外形为有分支的细通道，而按照汤逊放电理论，放电应在整个电极空间连续进行。（2）放电时间：根据出现电子崩经几个循环后完成击穿的过程，可以计算出放电时间。在低气压下的计算结果与实验结果比较一致，高气压下的实测放电时间比计算值小得多。（3）击穿电压：pd较小时，击穿电压计算值与实验值一致；pd较大时不一致。（4）阴极材料：低气压下间隙击穿电压与电极材料有关；高气压下间隙击穿电压与电极材料无关。

通常认为，pd>26kPa．cm时，击穿过程将发生变化，汤逊理论不再适用，但其碰撞游离的基本原理仍是普遍有效的。

通过本知识点的学习，使学生了解汤逊理论的放电原理，掌握汤逊理论放电的应用，为今后的课程学习打下良好的基础。电介质绝缘特性固体电介质的老化

电气设备中的绝缘在长期运行过程中会发生一系列物理变化和化学变化，致使其电气、机械及其他性能逐渐劣化，这种现象统称为绝缘的老化。固体介质的老化可分为电老化、热老化和环境老化三类。一、固体电介质的老化(一)电老化

电介质在电场的长期作用下，其耐电强度逐渐降低的现象称为电老化。电老化主要由介质中的局部放电所引起。

局部放电引起介质老化的原因大致有以下几个方面：1.放电产生的带电质点撞击气泡或气隙壁使介质的分子结构遭到破坏，造成裂解。2.带电质点撞击气泡或气隙壁引起介质局部的温度升高，造成热裂解或促进氧化裂解，还可能因气隙体积膨胀而使固体绝缘开裂、分层。

3.局部放电过程中会产生、、等活性气体，有水分时还会产生硝酸、草酸等，它们对绝缘有氧化和腐蚀作用。4.局部放电会产生高能射线，引起高聚物裂解；还会使某些固体介质的分子间产生交联，导致介质发脆。(二)热老化

电介质在热的长期作用下发生化学反应，从而使其电气性能和其他性能逐渐变差，这一现象称为热老化。

热老化的特征主要表现为：介质失去弹性、变硬、变脆，发生龟裂；机械强度降低；介质变软、发黏；介质的电气性能下降。(三)环境老化

绝缘从周围环境中吸收的水分、氧气等的作用及环境中各种射线的作用使介质的绝缘性能降低的现象称为环境老化。

环境老化主要对暴露在户外大气条件下的有机绝缘物影响较大，如导线绝缘、有机合成绝缘子等，所以环氧浇注绝缘子通常可用于户内，却不能用于户外。

通过本知识点的学习，使学生了解固体电介质的老化定义，掌握固体电介质的老化类型，为今后的课程学习打下了良好的基础。电介质绝缘特性固体电介质击穿电压与液体、气体的区别一、固体电介质击穿场强高

固体电介质击穿场强一般比气体和液体电介质高，在均匀电场中，云母的工频击穿场强可达2000～3000kV/cm，而空气的约为30kV／cm，变压器油的约为120～200kV/cm。二、固体电介质绝缘具有不可恢复性

固体电介质的击穿通常是一种不可逆的变化过程，击穿以后在介质中留下有不能恢复的痕迹，如贯穿两极间的熔洞、烧穿的孔道、裂开等，即使去掉外施电压，也不像气体、液体电介质那样能自己恢复绝缘性能。三、固体电介质具有累积效应

固体介质在冲击电压作用下绝缘损伤会扩大甚至击穿，这种现象称为累积效应。大部分有机材料有明显的累积效应，玻璃、云母等无机材料才没有明显的累积效应。四、固体电介质击穿具有体积效应

固体电介质击穿场强分散性很大，这与材料的不均匀性有关。加大试样的面积和体积，使绝缘材料弱点出现的概率增大，会使击穿场强降低，这就是所谓击穿的体积效应。

通过本知识点的学习，使学生理解固体电介质的击穿，掌握固体电介质击穿与液体、气体介质击穿的区别，为今后的课程学习打下了良好的基础。电介质绝缘特性提高固体击穿电压的具体措施一、通过精选材料、改善工艺、真空干燥、加强浸渍（油、胶、漆等），以清除固体电介质中残留的杂质、气泡、水分等二、采取合理的绝缘结构

使各部分绝缘的耐电强度与其承受的场强相匹配；改善电极形状及表面光洁度，使电场分布均匀；政善电极与绝缘体的接触状态，消除接触处的气隙或使接触处的气隙不承受电位差，如用半导体漆。三、在运行中，注意防止尘污、防潮和有害气体的侵蚀，加强散热冷却，如自然通风、强迫通风、氢冷、油冷、水内冷等措施。

通过本知识点的学习，使学生掌握提高固体电介质击穿电压的具体措施，为今后的课程学习打下了良好的基础。电介质绝缘特性影响固体电介质击穿电压的主要因素一、电压作用时间

外施电压的作用时间对固体电介质击穿电压的影响很大，通常，对于多数固体电介质，其击穿电压随电压作用时间的延长而明显地下降。二、温度

在低温区域内，固体电介质的击穿电压随温度的升高几乎不变，而在较高温度下，则随温度的升高击穿电压明显下降。工频下电瓷的击穿电压与温度的关系三、电场均匀程度

在均匀电场中，固体电介质的击穿电压与厚度有直线关系；不均匀电场中，击穿电压大大降低，且随厚度的增加而增加很慢，最后达到一极限值。四、电压种类

对同一介质，同一电极布置时，其交流、直流、冲击下的击穿电压往往是不相同的。在直流电压下，介质损耗一般都比交流电场中为小，不容易发热，因而击穿电压比工频击穿电压(幅值)高。在冲击电压下，由于电压作用时间很短，一般热的效应和电化学的效应所造成的破坏还来不及形成，因此击穿电压一般都比工频和直流的击穿电压高。五、固体介质受潮程度

固体电介质受潮以后,由于水分电导大，损耗大，所以击穿电压也要下降，下降的程度与固体介质的性能有关。六、累积效应

由于固体介质的绝缘损伤是不可恢复的，并具有累积效应。显然，它会导致固体介质击穿电压的下降。因此，对这些电气设备进行耐压试验，加电压的次数和试验电压值应考虑这种累积效应，而在设计固体绝缘结构时，应保证一定的绝缘裕度。七、机械负荷

机械应力可能造成绝缘材料开裂、松散、使击穿电压降低。在运行中，由于长期受高温作用，绝缘材料特别是纸（或布）纤维、塑料等有机材料很容易劣化变脆，机械强度强烈下降。所以电力设备要注意散热，避免过负荷运行。

通过本知识点的学习，使学生掌握影响固体电介质击穿电压的主要因素，为今后的课程学习打下了良好的基础。电介质绝缘特性绝缘油老化过程一、绝缘油老化的过程可分为三个阶段

（一）A期：新油在与空气接触的过程吸收的氧气将与油中的不饱和碳氢化合物起化学反应，形成饱和的化合物。A期特点

颜色逐渐深暗，从淡黄色变为棕褐色，从透明变为混浊，黏度增大（妨碍对流传热），闪燃点增高，灰分和水分增多。

（二）B期：油继续吸收氧气，生成稳定的油的氧化物和低分子量的有机酸，种油对绕组绝缘和金属都有较强的腐蚀作用。

（三）C期：油进一步氧化，当酸性物浓度达一定程度时，便产生加聚和缩聚作用，生成中性的高分子树脂质及沥青质，同时析出水分，使油呈混浊的胶凝状态，最后成为固体的油泥沉淀。C期特点

油泥沉淀在绕组上会妨碍绕组的散热，且绝缘性能变坏，表现在电阻率降低，介质损耗增大，击穿电压降低。随着油继续氧化，油的质量日益劣化，劣化到一定程度的油就不能再继续使用。上述过程可概括为：油温升高一氧化加速一油裂解一分解出多种能溶于油的微量气体一绝缘破坏。二、绝缘油老化的影响因素温度油接触物光照电场

通过本知识点的学习，使学生了解影响绝缘油老化的因素，掌握绝缘油老化过程，为今后的课程学习打下了良好的基础。电介质绝缘特性提高液体电介质击穿电压的措施一、过滤与干燥

为除去油中水分、有机酸、纤维等杂质，常用压滤机过滤，或加吸附剂(白土、硅胶)处理。为防止受潮，在大型变压器呼吸器内装干燥剂，或充氮保护和在油