电解质物理课件 第二章 电介质损耗
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电介质材料的介电常数及损耗的频率特性优秀课件
d
(1)
式中 s —— 电极的面积，米2；d —— 介质的厚度，米；εr— — 介质材料的相对介电常数。
将ε0的值代入（1）式，得到：
C100rs (pF) 3.6d
由此得
r
3.6 dC
10
r
14.4 dC 100D2
— 其所用单位d ——米， Ｃ pF , D ——米。
率特性。
〈二〉实验仪器
TH2816型宽频LCR数字电桥、样品
〈三〉实验原理
介电常数，又称电容率，是电位移D与电场强度E之比 = D/E ，其单位为F/m ，真空的介电常数 F/m ，而相对介电 常数为同一尺寸的电容器中充入电介质时的电容和不充入电 介质时真空下的电容之比。介电常数小的电介质，其分子为 非极性或弱极性结构，介电常数大的电介质，其分子为极性 或强极性结构。在交变电场作用下，电介质的介电常数为复 数，复介电常数的实部与上述介电常数的意义是一致的，而 虚部表示损耗。介质的介电损耗是指由于导电或交变电场中 极化弛豫过程在电介质中引起的功率损耗。这一功率损耗是 通过热耗散把电场的电能消耗掉的结果。
电介质材料的介电常数及损耗 的频率特性优秀课件
〈一〉实验目的 〈二〉实验仪器 〈三〉实验原理 〈四〉操作步骤 〈五〉数据处理
〈一〉实验目的
1．熟练掌握MODEL TH2816型宽频LCR数字电桥的使用；
2．测量几种介质材料的介电常数 和介质损耗角正切 （tan）与频率的关系，从而了解它们的 、tan 的频
电介质的介电损耗一般用损耗角正切tan 表示，并定义
为：tan介 质 损 耗 的 无 功 功 率 功 （ 率 即 有 功 功 率 ）。在直流电场下，电介质内只有 泄漏电流所产生的电导损耗；但在交变电场中，除电导损耗
(1)
式中 s —— 电极的面积，米2；d —— 介质的厚度，米；εr— — 介质材料的相对介电常数。
将ε0的值代入（1）式，得到：
C100rs (pF) 3.6d
由此得
r
3.6 dC
10
r
14.4 dC 100D2
— 其所用单位d ——米， Ｃ pF , D ——米。
率特性。
〈二〉实验仪器
TH2816型宽频LCR数字电桥、样品
〈三〉实验原理
介电常数，又称电容率，是电位移D与电场强度E之比 = D/E ，其单位为F/m ，真空的介电常数 F/m ，而相对介电 常数为同一尺寸的电容器中充入电介质时的电容和不充入电 介质时真空下的电容之比。介电常数小的电介质，其分子为 非极性或弱极性结构，介电常数大的电介质，其分子为极性 或强极性结构。在交变电场作用下，电介质的介电常数为复 数，复介电常数的实部与上述介电常数的意义是一致的，而 虚部表示损耗。介质的介电损耗是指由于导电或交变电场中 极化弛豫过程在电介质中引起的功率损耗。这一功率损耗是 通过热耗散把电场的电能消耗掉的结果。
电介质材料的介电常数及损耗 的频率特性优秀课件
〈一〉实验目的 〈二〉实验仪器 〈三〉实验原理 〈四〉操作步骤 〈五〉数据处理
〈一〉实验目的
1．熟练掌握MODEL TH2816型宽频LCR数字电桥的使用；
2．测量几种介质材料的介电常数 和介质损耗角正切 （tan）与频率的关系，从而了解它们的 、tan 的频
电介质的介电损耗一般用损耗角正切tan 表示，并定义
为：tan介 质 损 耗 的 无 功 功 率 功 （ 率 即 有 功 功 率 ）。在直流电场下，电介质内只有 泄漏电流所产生的电导损耗；但在交变电场中，除电导损耗
交变电场中电介质的损耗计漏电导的损耗概要课件
漏电导损耗的影响因素与控制方法
影响因素
电场强度、频率、温度、湿度、电介质种类和状态等。
控制方法
优化电介质材料、降低工作温度、改善电场分布、采用复合绝缘结构等。
04
交变电场中电介质的损耗 计算
电介质损耗的计算方法
功率损耗计算
通过测量电介质在交变电场中的 功率损耗，可以计算出电介质的 损耗。功率损耗与电介质内部的
交变电场中电介质的 损耗计漏电导的损耗
概要课件
目录
• 交变电场简介 • 电介质损耗概述 • 漏电导的损耗概要 • 交变电场中电介质的损耗计算 • 电介质损耗的抑制与优化
01
交变电场简介
交变电场的定义与特性
交变电场的定义
在空间中随时间变化的电场，其 电场强度和电位移矢量随时间做 周期性变化。
交变电场的特性
具有频率、幅度和相位三个基本 参数，可以产生电磁波，对介质 产生电场作用。
交变电场中的电介质
电介质的定义
在电场作用下能够极化并产生电场作 用的物质。
电介质的特性
具有相对较低的导电率和较高的绝缘 性，能够承受较大的电场强度而不被 击穿。
电介质的分类与性质
电介质的分类
天然电介质和人造电介质，天然电介质包括气体、液体和部分固体，人造电介 质则通过人工合成或加工获得。
电介质材料的优化选择
高绝缘性能材料
耐电压强度
选择具有高绝缘性能的电介质材料， 降低电导率和介质损耗。
选择具有较高耐电压强度的电介质材 料，以减少电场对介质的破坏作用。
稳定性材料
优先选择具有优良热稳定性和化学稳 定性的电介质材料，以适应各种环境 条件。
电介质结构的优化设计
均匀分布设计
第二章 交变电场中的介质极化和损耗
2
U
I a 有功电流振幅 = tgδ = I r 无功电流振幅
电介质的损耗可用损耗角正切tgδ来表征。 电介质的损耗可用损耗角正切tgδ来表征。
实际介质 实际介质
I I∞ IR 位 移 极 化 松 弛 极 化 Ir
Ira Irr
IR
介 质 漏 导
I I∞ δ ϕ U
I ra + I R ∴ tgδ = I rr + I∞
P = ε 0 (ε S − 1)E 当电场变化∆E，极化强度变化为 ∆P = ε 0 (ε S − 1) ⋅ ∆E ⋅ Q ∆P∞ = ε（ε ∞ − 1）∆E 0 ∴ ∆Pr = ∆P − ∆P∞ = ε（ε s − ε ∞）∆E ⋅ e ⋅ 0
−t τ
如E = E（t） 则：Pr t） （ =
−∞
∫ dP
t
ri
= ε（ε s − ε ∞） E（t i）e ⋅ 0 ∫
−∞
tdt i ⋅ τ
dt i ⋅ τ
P( t ) = ε 0 (ε ∞ − 1) ⋅ E( t ) + ε 0 (ε s − ε ∞ ) ∫ E( t i ) ⋅ e
−∞
−
t−ti τ
电介质的损耗和复介电常数
∞
三、Kramers-Kroning色散方程（与频率的关系） 当已知电介质的全电流关系，就可以求出复介电 常数与频率的关系。
& 如：E = E m e jωt ，并暂不考虑漏电流，由全电流公式： I（t） & & = = jωε ∞ ε 0 E（t） jω（ε s − ε ∞）ε 0 E（t） ϕ（x）e − jωx dx + J （t ） ∫ S 0
t
dU（u） ⋅ϕ（t − u）du ⋅ dt 0
U
I a 有功电流振幅 = tgδ = I r 无功电流振幅
电介质的损耗可用损耗角正切tgδ来表征。 电介质的损耗可用损耗角正切tgδ来表征。
实际介质 实际介质
I I∞ IR 位 移 极 化 松 弛 极 化 Ir
Ira Irr
IR
介 质 漏 导
I I∞ δ ϕ U
I ra + I R ∴ tgδ = I rr + I∞
P = ε 0 (ε S − 1)E 当电场变化∆E，极化强度变化为 ∆P = ε 0 (ε S − 1) ⋅ ∆E ⋅ Q ∆P∞ = ε（ε ∞ − 1）∆E 0 ∴ ∆Pr = ∆P − ∆P∞ = ε（ε s − ε ∞）∆E ⋅ e ⋅ 0
−t τ
如E = E（t） 则：Pr t） （ =
−∞
∫ dP
t
ri
= ε（ε s − ε ∞） E（t i）e ⋅ 0 ∫
−∞
tdt i ⋅ τ
dt i ⋅ τ
P( t ) = ε 0 (ε ∞ − 1) ⋅ E( t ) + ε 0 (ε s − ε ∞ ) ∫ E( t i ) ⋅ e
−∞
−
t−ti τ
电介质的损耗和复介电常数
∞
三、Kramers-Kroning色散方程（与频率的关系） 当已知电介质的全电流关系，就可以求出复介电 常数与频率的关系。
& 如：E = E m e jωt ，并暂不考虑漏电流，由全电流公式： I（t） & & = = jωε ∞ ε 0 E（t） jω（ε s − ε ∞）ε 0 E（t） ϕ（x）e − jωx dx + J （t ） ∫ S 0
t
dU（u） ⋅ϕ（t − u）du ⋅ dt 0
交变电场中电介质的损耗计漏电导的损耗概要课件
tgδ 与温度的关系分别示于图 4-22(b) 和 4-23(b) 中。
温度不太高， 电导不太大。
图 4-22 计及漏导损耗时 tgδ的温频特性 (a) 频率；（b）温度 温度比较高， 电导比较大。
图 4-23 电导率不同的介质损耗因子温频特性 （曲线1到5对应于电导率由小到大）
直流电导率对 Cole-Cole 园图的影响 计及漏导损耗时，由式 (4-8) 可以看出， 自由电荷引起的电导率γ 对复介电常数的贡献是 ( -i γ/ω )。 通常可以把有电导的介质材料看作是： 由一种理想的不导电的介质与一个电阻并联而成. 所以具有电导的存在松弛机制的介质复介电常数方程是：
参见公式（4-11） 4-129
式中，γ 是介质的电导率。
j l p 对应弛豫贡献的电流 j l c 对应漏导贡献的电流
4-11
如果计及德拜方程 ( 式 4-73 和式 4-74 )， 并注意到式 ( 4-86 )，便有：
4-130
计及漏电导时的介质损耗 ：
4-130
比较较德拜方程：
4-75
计及漏电导的介质损耗变得复杂了。 不计漏电导的介质损耗普遍情况中的一个特例。 特殊地，介质电导率γ 很小，漏导电流可以忽略时， 式 (4-130) 转为式 (4-75)，损耗全部由弛豫过程引起。
计及漏电导时的介质损耗
推导 Kramers-Kronig 关系式及德拜方程式时， 当时声明：暂不计及漏导电流及漏导损耗。
但是，实际电介质，受外电场作用时，除了由 弛豫导致电流密度外；也有漏电导电流密度， 这样，综合电介质中电流密度各种贡献. 实际电介质中电流矢量图将如图 4-21 所示。
图 4-21 实际电介质中的电流矢量
1) tgδ 与频率的关系 （1）对静电场 ω＝0，由 (4-130)可知， tgδ →∞。 表示静电场中，tgδ 是没有物理意义的， tgδ 只是介质在ω ≠ 0 交变电场中的物理参数。
温度不太高， 电导不太大。
图 4-22 计及漏导损耗时 tgδ的温频特性 (a) 频率；（b）温度 温度比较高， 电导比较大。
图 4-23 电导率不同的介质损耗因子温频特性 （曲线1到5对应于电导率由小到大）
直流电导率对 Cole-Cole 园图的影响 计及漏导损耗时，由式 (4-8) 可以看出， 自由电荷引起的电导率γ 对复介电常数的贡献是 ( -i γ/ω )。 通常可以把有电导的介质材料看作是： 由一种理想的不导电的介质与一个电阻并联而成. 所以具有电导的存在松弛机制的介质复介电常数方程是：
参见公式（4-11） 4-129
式中，γ 是介质的电导率。
j l p 对应弛豫贡献的电流 j l c 对应漏导贡献的电流
4-11
如果计及德拜方程 ( 式 4-73 和式 4-74 )， 并注意到式 ( 4-86 )，便有：
4-130
计及漏电导时的介质损耗 ：
4-130
比较较德拜方程：
4-75
计及漏电导的介质损耗变得复杂了。 不计漏电导的介质损耗普遍情况中的一个特例。 特殊地，介质电导率γ 很小，漏导电流可以忽略时， 式 (4-130) 转为式 (4-75)，损耗全部由弛豫过程引起。
计及漏电导时的介质损耗
推导 Kramers-Kronig 关系式及德拜方程式时， 当时声明：暂不计及漏导电流及漏导损耗。
但是，实际电介质，受外电场作用时，除了由 弛豫导致电流密度外；也有漏电导电流密度， 这样，综合电介质中电流密度各种贡献. 实际电介质中电流矢量图将如图 4-21 所示。
图 4-21 实际电介质中的电流矢量
1) tgδ 与频率的关系 （1）对静电场 ω＝0，由 (4-130)可知， tgδ →∞。 表示静电场中，tgδ 是没有物理意义的， tgδ 只是介质在ω ≠ 0 交变电场中的物理参数。
电介质物理第二章2.1-2.4
第二章
变化电场中的电介质
2.1 电介质的极化过程
在恒定电场作用下，电介质的静态响应是介质响应的一个重要 方面，在变化电场作用下，电介质的动态响应是介质响应更重要和 更普遍的方面。电介质在恒定电场作用下，从建立极化到其稳定状 态，要经过一定的时间。真空的响应是即时的，电介质的极化具有 滞后，因而电位移由真空即时贡献和介质滞后贡献共同构成：
D(t ) 0 E(t ) P(t )
(2-1)
在变化电场下，极化响应大致可三种情况： •电场变化很慢，极化完全来得及响应，按照与静电场类似方法处 理； •电场变化极快，极化完全来不及相应，无极化发生； •电场变化与极化建立的时间可比拟，极化对电场的响应受极化建 立过程影响，极化的时间函数与电场时间函数不一致，极化滞后于 电场且函数形式也发生变化。
3.连续变化电场作用下的介质极化响应 电场 E ( x) 随时间 t 连续变化，可把 E ( x) 分解成一系列脉冲电场响应的极化响 应为 dP (t ) 或 dD(t ) ，通过积分求 P (t ) 和 D(t ) 。
r
r
设 x 是电场的时间变量，t 是极化响应的时间变量， y t x 为弛豫时 间或后效时间，对一个矩形脉冲电场 E( x) ( x)dx E( x) ，则有极化响应：
(t x) {
0 tx0 1 tx
（2-11）
可以想象：
0 Pr (t ) { 0
tx tx
根据极化与电场的关系有：
Pr (t ) 0 re E(t ) (t x) 0 ( s ) E(t ) (t x) （2-12a）
t r 0 s 0
t 0 0 s 0 t 0 0 s 0
变化电场中的电介质
2.1 电介质的极化过程
在恒定电场作用下，电介质的静态响应是介质响应的一个重要 方面，在变化电场作用下，电介质的动态响应是介质响应更重要和 更普遍的方面。电介质在恒定电场作用下，从建立极化到其稳定状 态，要经过一定的时间。真空的响应是即时的，电介质的极化具有 滞后，因而电位移由真空即时贡献和介质滞后贡献共同构成：
D(t ) 0 E(t ) P(t )
(2-1)
在变化电场下，极化响应大致可三种情况： •电场变化很慢，极化完全来得及响应，按照与静电场类似方法处 理； •电场变化极快，极化完全来不及相应，无极化发生； •电场变化与极化建立的时间可比拟，极化对电场的响应受极化建 立过程影响，极化的时间函数与电场时间函数不一致，极化滞后于 电场且函数形式也发生变化。
3.连续变化电场作用下的介质极化响应 电场 E ( x) 随时间 t 连续变化，可把 E ( x) 分解成一系列脉冲电场响应的极化响 应为 dP (t ) 或 dD(t ) ，通过积分求 P (t ) 和 D(t ) 。
r
r
设 x 是电场的时间变量，t 是极化响应的时间变量， y t x 为弛豫时 间或后效时间，对一个矩形脉冲电场 E( x) ( x)dx E( x) ，则有极化响应：
(t x) {
0 tx0 1 tx
（2-11）
可以想象：
0 Pr (t ) { 0
tx tx
根据极化与电场的关系有：
Pr (t ) 0 re E(t ) (t x) 0 ( s ) E(t ) (t x) （2-12a）
t r 0 s 0
t 0 0 s 0 t 0 0 s 0
电介质材料的介电常数及损耗的频率特性ppt课件
dபைடு நூலகம்
(1)
式中 s —— 电极的面积，米2；d —— 介质的厚度，米；εr—
— 介质材料的相对介电常可数编。辑课件
6
将ε0的值代入（1）式，得到：
C100rs (pF) 3.6d
由此得
r
3.6 dC
100s
如果电极呈圆形，当其直径为D米时，介电常数的计算公
式如下：
r
14.4 dC 100D2
— 其所用单位d ——米， Ｃ pF , D ——米。
（6）再分别将内偏调到5V, 10V重复测量。
可编辑课件
9
〈五〉数据处理
1. 由测量数据，进行转换:C→ε＇； 2. 用origin软件绘图，绘出 ε＇~ f和 tg δ ~ f关系曲线； 3. 对所得曲线进行分析：分析，tan与频率变化的
原因，并分析产生误差的可能性； 4. 比较不同偏压下的ε , tg δ与频率关系曲线的异同，
电介质材料的介电常数及损耗 的频率特性
可编辑课件
1
〈一〉实验目的 〈二〉实验仪器 〈三〉实验原理 〈四〉操作步骤 〈五〉数据处理
可编辑课件
2
〈一〉实验目的
1．熟练掌握MODEL TH2816型宽频LCR数字电桥的使用；
2．测量几种介质材料的介电常数 和介质损耗角正切 （tan）与频率的关系，从而了解它们的 、tan 的频
介电损耗值，即 tan/，又称介质损耗因数。δ是电
介质的电位移D由于极化弛豫而落后电场E的一个相位角。
由于介质的各种极化机构在不同的频率范围有不同的响应和
不同频率下产生不同的电导率，所以介质的介电常数和介电
损耗都是随频率的变化而变化。如不考虑边缘效应，平板试
样的电容量可用下式表示：
(1)
式中 s —— 电极的面积，米2；d —— 介质的厚度，米；εr—
— 介质材料的相对介电常可数编。辑课件
6
将ε0的值代入（1）式，得到：
C100rs (pF) 3.6d
由此得
r
3.6 dC
100s
如果电极呈圆形，当其直径为D米时，介电常数的计算公
式如下：
r
14.4 dC 100D2
— 其所用单位d ——米， Ｃ pF , D ——米。
（6）再分别将内偏调到5V, 10V重复测量。
可编辑课件
9
〈五〉数据处理
1. 由测量数据，进行转换:C→ε＇； 2. 用origin软件绘图，绘出 ε＇~ f和 tg δ ~ f关系曲线； 3. 对所得曲线进行分析：分析，tan与频率变化的
原因，并分析产生误差的可能性； 4. 比较不同偏压下的ε , tg δ与频率关系曲线的异同，
电介质材料的介电常数及损耗 的频率特性
可编辑课件
1
〈一〉实验目的 〈二〉实验仪器 〈三〉实验原理 〈四〉操作步骤 〈五〉数据处理
可编辑课件
2
〈一〉实验目的
1．熟练掌握MODEL TH2816型宽频LCR数字电桥的使用；
2．测量几种介质材料的介电常数 和介质损耗角正切 （tan）与频率的关系，从而了解它们的 、tan 的频
介电损耗值，即 tan/，又称介质损耗因数。δ是电
介质的电位移D由于极化弛豫而落后电场E的一个相位角。
由于介质的各种极化机构在不同的频率范围有不同的响应和
不同频率下产生不同的电导率，所以介质的介电常数和介电
损耗都是随频率的变化而变化。如不考虑边缘效应，平板试
样的电容量可用下式表示：
介电常数和介质损耗角物理意义PPT课件
高分子材料的ε由主链结构中的键的性能和排列所决定。
• 分子结构极性越强, ε和tg越大. 非极性材料的极化程度小,ε和tg都较小.
• 极性取代基团影响更大,其数目越多, ε和tg越大
-
6
介电性的应用
tg 大，损耗大，材料发热。 • 电容介质 大，tg 小
作绝缘材料或电容器材料的高聚物,介电损耗越小越好
-
16
0. 001 <0. 005 0.040.08(1016Hz) 0. 01 0. 014 0.021 0.005 0.006 0. 0002 0.01-0.006 0.004
11
其它电性能指标
• 相比漏电起痕指数(CTI) 材料表面能经受住50滴电解液而没有形成漏电痕迹的最高 电压值，以伏(v)为单位。
11高聚物的介电性能高聚物击穿强度mvm介电常数60hz介电损耗角正60hz聚乙烯高密度聚丙烯聚苯乙烯聚氯乙烯尼龙6尼龙66涤纶聚甲醛聚碳酸酯聚四氟乙烯丁苯橡胶101410141014101210151012101510121012101610121014101610141013262830241525221519186172225401620hz32361016hz414034373020222931220050040081016hz01400210005000600020010006000412其它电性能指标相比漏电起痕指数cti材料表面能经受住50滴电解液而没有形成漏电痕迹的最高电压值以伏v为单位
• 航空航天材料 小，tg 大，静电小 • 高频焊接：薄膜封口，tg 大
需要通过高频加热进行干燥,模塑或对塑料进行高频焊接时,要 求高聚物的介电损耗越大越好.
• 高频电缆—用PE(非极性)而不用PVC (极性)
• 分子结构极性越强, ε和tg越大. 非极性材料的极化程度小,ε和tg都较小.
• 极性取代基团影响更大,其数目越多, ε和tg越大
-
6
介电性的应用
tg 大，损耗大，材料发热。 • 电容介质 大，tg 小
作绝缘材料或电容器材料的高聚物,介电损耗越小越好
-
16
0. 001 <0. 005 0.040.08(1016Hz) 0. 01 0. 014 0.021 0.005 0.006 0. 0002 0.01-0.006 0.004
11
其它电性能指标
• 相比漏电起痕指数(CTI) 材料表面能经受住50滴电解液而没有形成漏电痕迹的最高 电压值，以伏(v)为单位。
11高聚物的介电性能高聚物击穿强度mvm介电常数60hz介电损耗角正60hz聚乙烯高密度聚丙烯聚苯乙烯聚氯乙烯尼龙6尼龙66涤纶聚甲醛聚碳酸酯聚四氟乙烯丁苯橡胶101410141014101210151012101510121012101610121014101610141013262830241525221519186172225401620hz32361016hz414034373020222931220050040081016hz01400210005000600020010006000412其它电性能指标相比漏电起痕指数cti材料表面能经受住50滴电解液而没有形成漏电痕迹的最高电压值以伏v为单位
• 航空航天材料 小，tg 大，静电小 • 高频焊接：薄膜封口，tg 大
需要通过高频加热进行干燥,模塑或对塑料进行高频焊接时,要 求高聚物的介电损耗越大越好.
• 高频电缆—用PE(非极性)而不用PVC (极性)
第二章液体、固体电介质的电气性能-PPT精品文档
第二章 液体、固体电介质的电气性能
三、提高液体介质击穿电压的方法
1. 提高并保持油的品质
（1）过滤 （2）防潮 （3）祛气 （4）防尘
高电压技术
第二章 液体、固体电介质的电气性能
高电压技术
2. 采用油-屏障式绝缘
（1）覆盖层(<1mm) （2）绝缘层(几十mm）
防止杂质小桥形成
（3）屏障（极间障） （2～7mm） 在极不均匀电场中，改变空间
（1）串联的多层电介质在直流电压作用下，各层电 压分布与电导成反比，因此设计用于直流的电气设 备时要注意所用电介质的电导率，尽量使材料得到 合理的使用。 （2）注意环境湿度对固体电介质表面电导的影响， 注意亲水性材料的表面防水处理。
第二章 液体、固体电介质的电气性能
高电压技术
（3）在绝缘预防性试验中，通过测量介质的绝缘电 阻和泄漏电流来判断绝缘是否存在受潮或其他劣 化现象。
所以CP≈CS=C,则 P=P1=P2=U2ω Ctgδ
第二章 液体、固体电介质的电气性能
高电压技术
4.电介质的损耗及其影响因素 影响电介质损耗的因素主要有温度、频率和电
压。不同的电介质所具有的损耗形式不同，从而温 度、频率和电压对电介质损耗的影响也不同。 5.介质损耗在工程实际中的应用
（1）选择绝缘； （2）在绝缘预防性试验中判断绝缘状况； （3）介质损耗引起的发热有时也可以利用。
5.影响电介质电导的主要因素
高电压技术
(1)温度 离子电导随温度的升高而增加。
B
Ae T
A、B---常数 T—绝对温度
(2)杂质 由于杂质中的离子数较多，因此当介质中的
杂质增多时，其电导会明显增加。各类杂质中水 分的影响最大。
三、提高液体介质击穿电压的方法
1. 提高并保持油的品质
（1）过滤 （2）防潮 （3）祛气 （4）防尘
高电压技术
第二章 液体、固体电介质的电气性能
高电压技术
2. 采用油-屏障式绝缘
（1）覆盖层(<1mm) （2）绝缘层(几十mm）
防止杂质小桥形成
（3）屏障（极间障） （2～7mm） 在极不均匀电场中，改变空间
（1）串联的多层电介质在直流电压作用下，各层电 压分布与电导成反比，因此设计用于直流的电气设 备时要注意所用电介质的电导率，尽量使材料得到 合理的使用。 （2）注意环境湿度对固体电介质表面电导的影响， 注意亲水性材料的表面防水处理。
第二章 液体、固体电介质的电气性能
高电压技术
（3）在绝缘预防性试验中，通过测量介质的绝缘电 阻和泄漏电流来判断绝缘是否存在受潮或其他劣 化现象。
所以CP≈CS=C,则 P=P1=P2=U2ω Ctgδ
第二章 液体、固体电介质的电气性能
高电压技术
4.电介质的损耗及其影响因素 影响电介质损耗的因素主要有温度、频率和电
压。不同的电介质所具有的损耗形式不同，从而温 度、频率和电压对电介质损耗的影响也不同。 5.介质损耗在工程实际中的应用
（1）选择绝缘； （2）在绝缘预防性试验中判断绝缘状况； （3）介质损耗引起的发热有时也可以利用。
5.影响电介质电导的主要因素
高电压技术
(1)温度 离子电导随温度的升高而增加。
B
Ae T
A、B---常数 T—绝对温度
(2)杂质 由于杂质中的离子数较多，因此当介质中的
杂质增多时，其电导会明显增加。各类杂质中水 分的影响最大。
电解质物理第二章 哈尔滨理工大学电气工程专用
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charge sheets
工程电介质及其应用教育部重点实验室
§2-2 电介质的极化
一般地，在均匀电介质中，取一长为L，底面积为ΔS ，体积为 ΔV的小圆柱体。圆柱体轴线与外电场方向平行，两底面法线与 外电场夹角为θ，在该范围内，E为恒定值。
式中，θ 为电偶极矩 μ 与场强 E 之间的夹角。 电场对电偶极子的作用是使其沿电场方向取向。
p
P. Debye 获1936年诺贝尔化学奖 工程电介质及其应用教育部重点实验室
§2-2 电介质的极化
1、极性电介质的极化 无外电场作用时，虽然极性分子存在固有偶极矩，但是，由于 分子不规则的热运动，分子在各个方向上的取向几率相等，故 整体上其宏观偶极矩为0。 当施加外电场后，每一分子偶极矩受电场力矩作用，将趋于转 向外电场方向，因此，电介质内部沿着外电场方向产生宏观偶 极矩，在电介质表面出现束缚电荷。 p
定义 P
i
V
为极化强度。i 是构成宏观极化的每一个偶极子的偶极矩。
极化强度是一个具有平均意义的宏观物理量，其单位为：C/m2。 极化强度的大小与外加电场有关，在各向同性的线性介质中，当场强不太 强时，极化强度与宏观电场成正比，即：P 0 E ， 称为电介质的极化 系数或极化率。 p 原子中的场强大约1011V/m数量级，而原子核内的场强约1021V/m数量级。
Cm Qs ( i ) S S i S C Ci U U U U