電介質(zhì)電導(dǎo)和損耗課件

電介質(zhì)的電導(dǎo)和損耗電介質(zhì)的電導(dǎo)和損耗1電介質(zhì)中的傳導(dǎo)電流

電氣傳導(dǎo)電流概念：是表征單位時間內(nèi)通過某一截面的電量

傳導(dǎo)電流的組成：電介質(zhì)中的傳導(dǎo)電流含漏導(dǎo)電流和位移電流兩個分量

漏導(dǎo)電流：由介質(zhì)中自由的或聯(lián)系弱的帶電質(zhì)點在電場作用下運動造成的

位移電流：由電介質(zhì)極化造成的吸收電流 電介質(zhì)中的傳導(dǎo)電流 電氣傳導(dǎo)電流概念：是表征單位時間內(nèi)通過某2電介質(zhì)電導(dǎo)—充電電流

—吸收電流（數(shù)分鐘以上）

—泄漏電流

電介質(zhì)中的電導(dǎo)是由于電介質(zhì)的基本物質(zhì)及其中所含雜質(zhì)分子的化學分解或熱離解形成帶電質(zhì)點(電子、正離子、負離子)，沿電場方向移動而造成的。它是離子式的電導(dǎo)，也就是電解式的電導(dǎo)。測量介質(zhì)中電流的電路圖固體介質(zhì)中的電流與時間的關(guān)系電介質(zhì)電導(dǎo)—充電電流—吸收電流（數(shù)分鐘以上）—泄漏3

漏導(dǎo)電流密度:可由遷移中的載流子密度n及其遷移速度Vd獲得 式中E為施加電場強度，e為載流子的電荷量，μ為載流子的遷移率 漏導(dǎo)電流密度:可由遷移中的載流子密度n及其遷移速4

漏導(dǎo)電導(dǎo)率和電阻率分別為

電導(dǎo)率σ： 電阻率ρ： 漏導(dǎo)電導(dǎo)率和電阻率分別為5

電介質(zhì)中電導(dǎo)特性劃分

以載流子的性質(zhì)劃分，電導(dǎo)（這里指漏導(dǎo)，以下無特別說明均指漏導(dǎo)）可以分為電子性電導(dǎo)和離子性電導(dǎo)。 無論是何種電導(dǎo)類型，在低場強下電壓-電流的關(guān)系遵循歐姆定律。在高場強下離子性電導(dǎo): 電介質(zhì)中電導(dǎo)特性劃分離子性電導(dǎo):6

電子性電導(dǎo)：根據(jù)電子在導(dǎo)帶、價帶、電極和不純物的狀態(tài)之間的跳躍方式的不同可分為各種不同的電導(dǎo)過程。 其主要形式為能帶模型、跳躍模型、空間電荷制約電流模型、電子雪崩電流、光傳導(dǎo)電流、場致發(fā)射電流等 電子性電導(dǎo)：根據(jù)電子在導(dǎo)帶、價帶、電極和不純物的狀態(tài)之間的7

電子性電導(dǎo)例一：ShottkyEffect 當施加電場時，阻礙電子飛出金屬的位壘高度因電場的作用而使實際的位壘高度下降，導(dǎo)致由電極發(fā)射到介質(zhì)導(dǎo)帶的電子的增加，其結(jié)果是 電子性電導(dǎo)例一：ShottkyEffect8

電子性電導(dǎo)例二：Poole-FrenkelEffect 肖特基效應(yīng)是電場的作用下實際位壘高度下降引起的電流的增加，而Poole-Frenkel效應(yīng)是電介質(zhì)內(nèi)部因電場的作用引起實際位壘高度下降，進而使得介質(zhì)內(nèi)部發(fā)射到導(dǎo)帶上的電子增加，也即電流的增加，結(jié)果表現(xiàn)為 電子性電導(dǎo)例二：Poole-FrenkelEffect9

電子性電導(dǎo)例三：TunnelEffect 在電子獲得的能量遠大于位壘高度，而且薄膜厚度小于數(shù)百?時，電子象跨過隧道似的貫穿兩金屬電極間的介質(zhì)而引起兩金屬電極間的電流，產(chǎn)生隧道效應(yīng)，此時之間的關(guān)系是斜率為負的直線關(guān)系。和其他電導(dǎo)過程不同，隧道效應(yīng)電流與溫度無關(guān) 電子性電導(dǎo)例三：TunnelEffect10

Shottky和TunnelEffect是電極發(fā)射控制電導(dǎo)的過程 而Poole-FrenkelEffect則是體積發(fā)射控制電導(dǎo)的過程 Shottky和TunnelEffect是電極發(fā)射控制電11

聚乙烯的電流-時間特性例：在溫度高于室溫附近要達到穩(wěn)定的漏導(dǎo)電流需要幾個小時的時間，在更低的溫度下，即20℃時，電流很難趨向穩(wěn)定的漏導(dǎo)電流。 所以通常的1min絕緣電阻測量僅僅是為了工程上的方便，實際上并沒有物理意義，關(guān)于這一點必須注意。 聚乙烯的電流-時間特性例：在溫度高于室溫附近要達到穩(wěn)定的漏12

一、氣體電介質(zhì)的電導(dǎo)：

氣體中無吸收電流； 氣體離子的濃度約為500~1000對/cm2；

分成三個區(qū)域

區(qū)域1：E≈5×10-3V/cm，電流密度j隨著E增加而增加；

區(qū)域2：當E進一步增大，j趨向飽和；

以上兩者的電阻率約1022Ω?cm量級。

區(qū)域3：當場強超過E2≈103V/cm時，氣體電介質(zhì)將發(fā)生碰撞電離，從而使氣體電介質(zhì)電導(dǎo)急劇增大氣體電介質(zhì)中的電流密度—場強特性 一、氣體電介質(zhì)的電導(dǎo)： 分成三個區(qū)域氣體電介質(zhì)中的電流密度13二、液體電介質(zhì)電導(dǎo)一是由液體本身的分子和雜質(zhì)的分子解離成離子，構(gòu)成離子電導(dǎo)；

二是由液體中的膠體質(zhì)點(如變壓器油中懸浮的小水滴)吸附電荷后，變成帶電質(zhì)點，構(gòu)成電泳電導(dǎo)。

特點：1、與純凈度有關(guān):雜質(zhì)越多，電導(dǎo)越大2、與介質(zhì)分子的離解度有關(guān):介電常數(shù)越大，電導(dǎo)越大3、與溫度有關(guān)溫度升高液體電介質(zhì)粘度降低，離子遷移率增加，電導(dǎo)增大溫度升高液體電介質(zhì)或離子的熱離解度增加，電導(dǎo)增大

A、B—常數(shù)；T—絕對溫度—電導(dǎo)率4、與電場強度有關(guān):當場強到達一定程度后，電導(dǎo)將迅速增大見表見圖見圖二、液體電介質(zhì)一是由液體本身的分子和雜質(zhì)的分子解離成離子，構(gòu)14

用三電極法測量介質(zhì)的體積電阻率ρV為

式中S為測量電極的面積，d為介質(zhì)厚度，RV由測量的漏導(dǎo)電流ig及電壓值決定，RV=U/ig。那么介質(zhì)的體積電導(dǎo)率γV則為三、固體電介質(zhì)的體積電導(dǎo)離子電導(dǎo)：帶電粒子是離子，低電場電導(dǎo)區(qū)（介質(zhì)的工作范圍），以離子電導(dǎo)為主電子電導(dǎo)：帶電粒子是電子，高電場電導(dǎo)區(qū)，以電子電導(dǎo)為主 用三電極法測量介質(zhì)的體積電阻率ρV為三、固體電介質(zhì)的離子電15特點：1、與溫度有關(guān)，與液體類似2、與電場強度有關(guān)：當電場強度大于某一定值時3、與雜質(zhì)有關(guān)：合成高分子絕緣材料的催化劑、增塑劑、填料（以增大機械強度，改善耐弧性、耐熱性等）；多孔性纖維材料易吸入水分等—電導(dǎo)率與電場強度無關(guān)時的電導(dǎo)率—電導(dǎo)率與電場強度無關(guān)時的最大電場強度—與材料性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)見圖見表特點：3、與雜質(zhì)有關(guān)：合成高分子絕緣材料的催化劑、增塑劑、填16

由體積電阻率劃分各種介質(zhì)的結(jié)果導(dǎo)電狀態(tài)超導(dǎo)體導(dǎo)體半導(dǎo)體絕緣體電阻率[Ω·cm]

10-6~10-210-2~109109~1022介質(zhì)

金屬無機、有機物無機、油、有機由體積電阻率劃分各種介質(zhì)的結(jié)果導(dǎo)電狀態(tài)超導(dǎo)體導(dǎo)體半導(dǎo)體17單位Ω

介質(zhì)的表面電阻率和電導(dǎo)率：l代表兩電極間距，b代表電極長。實際測量時用平行電極存在極間場強不均勻的問題需加保護電極，或者用三電極法上的同心圓環(huán)測量四、固體電介質(zhì)的表面電導(dǎo)由附著于介質(zhì)表面的水分和污穢引起單位Ω 介質(zhì)的表面電阻率和電導(dǎo)率：l代表兩電極間距，b代表電18特點：1、與環(huán)境因素有關(guān)2、與絕緣材料的憎水性有關(guān)3、與絕緣材料的性質(zhì)有關(guān)

如：·電瓷能被水濕潤，但表面無臟物時，即使在潮濕環(huán)境仍能保持相當大的電阻率·大部分玻璃部分溶于水，但表面電阻較小，而且與溫度關(guān)系較大·多孔性纖維材料不僅表面電阻小，體積電阻也小見表特點：見表19討論介質(zhì)電導(dǎo)的意義1、在絕緣預(yù)防性試驗中，要測絕緣電阻和泄漏電流以判斷絕緣是否受潮或有其它劣化現(xiàn)象。在試驗中需注意將表面電導(dǎo)與體積電導(dǎo)區(qū)別開來。2、串聯(lián)的多層介質(zhì)在直流電壓下的穩(wěn)態(tài)電壓分布與各層的電導(dǎo)成反比，要合理選材直流電纜在運行時，由于芯線附近的溫度較鉛層附近處高，所以芯線附近絕緣電阻下降會使該處場強下降，而其它部分的場強將相應(yīng)增加，這種情況在設(shè)計時要充分予以注意。3、設(shè)計絕緣結(jié)構(gòu)時要考慮到環(huán)境條件，特別是濕度的影響。注意環(huán)境濕度對固體介質(zhì)表面電阻的影響，注意親水性材料的表面防水處理。

4、某些能量較小的高壓電源，應(yīng)注意減小絕緣材料的表面泄漏電流。5、并不是所有情況下都希望絕緣電阻高，有些情況下要設(shè)法減小絕緣電阻值。如在高壓套管法蘭附近涂上半導(dǎo)體釉，高壓電機定子繞組出稽口部分涂半導(dǎo)體漆等，都是為了改善電壓分布，以消除電暈。見圖討論介質(zhì)電導(dǎo)的意義見圖20電介質(zhì)損耗電介質(zhì)損耗21—真空和無損極化引起的電流密度—漏導(dǎo)引起的電流密度—有損極化引起的電流密度損耗角正切：單位體積介質(zhì)中的損耗功率：含有均勻介質(zhì)的平板電容器總損耗功率：因為：所以：—真空和無損極化引起的電流密度—漏導(dǎo)引起的電流密度—有22電導(dǎo)損耗極化損耗包括均勻介質(zhì)中總的有功損耗：電導(dǎo)損耗極化損耗包括均勻介質(zhì)中總的有功損耗：231、氣體電介質(zhì)中的損耗1、當場強不足以產(chǎn)生碰撞電離時氣體中的損耗是由電導(dǎo)引起的，損耗極?。ǎ?0-8）2、當外施電壓U超過局放起始電壓U0時，將發(fā)生局部放電，損耗急劇增加，這在高壓輸電線上是常見的，稱為電暈損耗。1、氣體電介質(zhì)中的損耗1、當場強不足以產(chǎn)生碰撞電離時氣體中的242、液體電介質(zhì)中的損耗t＜t1時：電導(dǎo)和極化損耗都很小，隨著溫度的升高，極化損耗顯著增加t1＜t＜t2:由于分子熱運動加快，妨礙極性分子的轉(zhuǎn)向極化，極化損耗的減小比電導(dǎo)損耗的增加更快t＞t2時：電導(dǎo)損耗占主要部分非極性或弱極性電介質(zhì)損耗很小，損耗主要由電導(dǎo)決定2、液體電介質(zhì)中的損耗t＜t1時：電導(dǎo)和極化損耗都很小，25損耗主要由電導(dǎo)決定損耗主要由電導(dǎo)決定261、損耗功率P：當頻率升高到一定值時，轉(zhuǎn)向極化跟不上頻率的變化，損耗功率趨于恒定2、介電常數(shù)：當頻率升高到一定值時，轉(zhuǎn)向極化跟不上頻率的變化，介電常數(shù)也達到較低的穩(wěn)定值3、損耗：當頻率升高到一定值時，轉(zhuǎn)向極化跟不上頻率的變化，與頻率成反比地減小tg∝p/fr1、損耗功率P：當頻率升高到一定值時，轉(zhuǎn)向極化跟不上頻率的t273、固體電介質(zhì)中的損耗1、極性固體電介質(zhì)包括：纖維材料——紙、纖維板等結(jié)構(gòu)不緊的材料含有極性基的有機材料——聚氯乙烯、有機玻璃、酚醛樹脂、硬橡膠等2、極性固體電介質(zhì)的與溫度、頻率的關(guān)系和極性液體相似，其值較大，高頻下更為嚴重，3、固體電介質(zhì)中的損耗1、極性固體電介質(zhì)包括：281、不均勻結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)包括：電機絕緣中用的云母制品(是云母和紙或布以及環(huán)氧樹酯所組合的復(fù)合介質(zhì))被廣泛使用的油浸紙、膠紙絕緣等。2、不均勻結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)的：取決于其中各成分的性能和數(shù)量間的比例峰值可能由紙極化損耗引起峰值可能由復(fù)合膠極化損耗引起1、不均勻結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)包括：峰值可能由紙極化損耗引起峰值可能291、反映單位體積中的損耗，與絕緣體的體積大小無關(guān)例1：當試品絕緣有兩種不同絕緣并聯(lián)組成

則：

當C2/Cx越小，C2中缺陷（增大）在測整體的時越難發(fā)現(xiàn)解決辦法是分解測量（如分別對變壓器線圈和套管的進行測量）

例2：當集中性缺陷所占的體積相對于被試絕緣的體積越小，則集中性缺陷處的介質(zhì)損耗占被試絕緣全部介質(zhì)損耗中的比重越小如：電機、電纜設(shè)備，被試絕緣體積較大，雖然集中性缺陷的發(fā)展是運行中故障的主要原因，但測很難發(fā)現(xiàn)，一般不測電介質(zhì)損耗的特點及影響因素1、反映單位體積中的損耗，與絕緣體的體積大小無關(guān)電介質(zhì)損耗的302、與溫度和頻率有復(fù)雜的關(guān)系3、與試驗電壓的關(guān)系當所加試驗電壓足以使絕緣中的氣泡游離或足以使絕緣產(chǎn)生電暈或局部放電等情況時，的值將隨試驗電壓的升高而迅速增大。因此，測定所用的電壓，最好接近于被試品的正常工電壓，所加電壓過低不易發(fā)現(xiàn)絕緣中的缺陷；而過高則容易對絕緣造成不必要的損傷．2、與溫度和頻率有復(fù)雜的關(guān)系311、在絕緣預(yù)防性試驗中，是一基本測試項目，當絕緣受潮或劣化時急創(chuàng)上升。絕緣內(nèi)部是否普遍發(fā)生局部放電，也可以通過測~U的關(guān)系曲線加以判斷2、絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須注意到絕緣材料的，如過大而引起嚴重發(fā)熱，將使材料容易劣化，甚至可能導(dǎo)致熱不穩(wěn)定——熱擊穿3、用于沖擊測量的連接電纜，其絕緣的必須很小，否則沖擊波在電纜中傳播時波形將發(fā)生嚴重畸變，影響測量精確度4、但介質(zhì)損耗引起的介質(zhì)發(fā)熱有時也可以利用討論電介質(zhì)損耗的意義1、在絕緣預(yù)防性試驗中，是一基本測試項目，32TheEndThankYouTheEnd33非極性液體電介質(zhì)的電阻率1018Ω?cm弱極性1015Ω?cm偶極性1010Ω?cm~1012Ω?cm，由于損耗太大，實際上不使用。強極性如水、乙醇等實際上已是離子性導(dǎo)電液，不能用作絕緣材料非極性液體電介質(zhì)的電阻率1018Ω?cm34電介質(zhì)電導(dǎo)和損耗課件35分成三個區(qū)域區(qū)域a：液體電介質(zhì)的電導(dǎo)在電場比較小的情況下，遵循歐姆定律區(qū)域b：隨著場強的增大，與氣體相似，有一平坦區(qū)域區(qū)域c：場強繼續(xù)增大超過某一極限，因Shottky效應(yīng)電極發(fā)射電子引起電流激增，最終擊穿分成三個區(qū)域36分三個區(qū)域區(qū)域a：符合歐姆定律，也稱低場強領(lǐng)域區(qū)域b：電流隨場強非線性增加區(qū)域c：出現(xiàn)破壞先導(dǎo)電流區(qū)域b、c也稱高場強領(lǐng)域和液體、氣體不同，固體中的電壓－電流特性沒有飽和狀態(tài) 分三個區(qū)域37結(jié)構(gòu)緊密，潔凈的離子性電介質(zhì)，電阻率為1017Ω?cm~1019Ω?cm結(jié)構(gòu)不緊密且含單價小離子的離子性電介質(zhì)的電阻率僅達1013Ω?cm~1014Ω?cm非極性或弱極性介質(zhì)主要由雜質(zhì)離子造成電導(dǎo)。純凈介質(zhì)的電阻率可達1017Ω?cm~1019Ω?cm偶極性電介質(zhì)，因本身能解離，此外還有雜質(zhì)離子共同決定電導(dǎo)，故電阻率較小，較佳者可達1015Ω?cm~1016Ω?cm結(jié)構(gòu)緊密，潔凈的離子性電介質(zhì)，電阻率為1017Ω?cm~1038電介質(zhì)電導(dǎo)和損耗課件39電介質(zhì)電導(dǎo)和損耗課件40電介質(zhì)電導(dǎo)和損耗課件41電介質(zhì)的電導(dǎo)和損耗電介質(zhì)的電導(dǎo)和損耗42電介質(zhì)中的傳導(dǎo)電流

電氣傳導(dǎo)電流概念：是表征單位時間內(nèi)通過某一截面的電量

傳導(dǎo)電流的組成：電介質(zhì)中的傳導(dǎo)電流含漏導(dǎo)電流和位移電流兩個分量

漏導(dǎo)電流：由介質(zhì)中自由的或聯(lián)系弱的帶電質(zhì)點在電場作用下運動造成的

位移電流：由電介質(zhì)極化造成的吸收電流 電介質(zhì)中的傳導(dǎo)電流 電氣傳導(dǎo)電流概念：是表征單位時間內(nèi)通過某43電介質(zhì)電導(dǎo)—充電電流

—吸收電流（數(shù)分鐘以上）

—泄漏電流

電介質(zhì)中的電導(dǎo)是由于電介質(zhì)的基本物質(zhì)及其中所含雜質(zhì)分子的化學分解或熱離解形成帶電質(zhì)點(電子、正離子、負離子)，沿電場方向移動而造成的。它是離子式的電導(dǎo)，也就是電解式的電導(dǎo)。測量介質(zhì)中電流的電路圖固體介質(zhì)中的電流與時間的關(guān)系電介質(zhì)電導(dǎo)—充電電流—吸收電流（數(shù)分鐘以上）—泄漏44

漏導(dǎo)電流密度:可由遷移中的載流子密度n及其遷移速度Vd獲得 式中E為施加電場強度，e為載流子的電荷量，μ為載流子的遷移率 漏導(dǎo)電流密度:可由遷移中的載流子密度n及其遷移速45

漏導(dǎo)電導(dǎo)率和電阻率分別為

電導(dǎo)率σ： 電阻率ρ： 漏導(dǎo)電導(dǎo)率和電阻率分別為46

電介質(zhì)中電導(dǎo)特性劃分

以載流子的性質(zhì)劃分，電導(dǎo)（這里指漏導(dǎo)，以下無特別說明均指漏導(dǎo)）可以分為電子性電導(dǎo)和離子性電導(dǎo)。 無論是何種電導(dǎo)類型，在低場強下電壓-電流的關(guān)系遵循歐姆定律。在高場強下離子性電導(dǎo): 電介質(zhì)中電導(dǎo)特性劃分離子性電導(dǎo):47

電子性電導(dǎo)：根據(jù)電子在導(dǎo)帶、價帶、電極和不純物的狀態(tài)之間的跳躍方式的不同可分為各種不同的電導(dǎo)過程。 其主要形式為能帶模型、跳躍模型、空間電荷制約電流模型、電子雪崩電流、光傳導(dǎo)電流、場致發(fā)射電流等 電子性電導(dǎo)：根據(jù)電子在導(dǎo)帶、價帶、電極和不純物的狀態(tài)之間的48

電子性電導(dǎo)例一：ShottkyEffect 當施加電場時，阻礙電子飛出金屬的位壘高度因電場的作用而使實際的位壘高度下降，導(dǎo)致由電極發(fā)射到介質(zhì)導(dǎo)帶的電子的增加，其結(jié)果是 電子性電導(dǎo)例一：ShottkyEffect49

電子性電導(dǎo)例二：Poole-FrenkelEffect 肖特基效應(yīng)是電場的作用下實際位壘高度下降引起的電流的增加，而Poole-Frenkel效應(yīng)是電介質(zhì)內(nèi)部因電場的作用引起實際位壘高度下降，進而使得介質(zhì)內(nèi)部發(fā)射到導(dǎo)帶上的電子增加，也即電流的增加，結(jié)果表現(xiàn)為 電子性電導(dǎo)例二：Poole-FrenkelEffect50

電子性電導(dǎo)例三：TunnelEffect 在電子獲得的能量遠大于位壘高度，而且薄膜厚度小于數(shù)百?時，電子象跨過隧道似的貫穿兩金屬電極間的介質(zhì)而引起兩金屬電極間的電流，產(chǎn)生隧道效應(yīng)，此時之間的關(guān)系是斜率為負的直線關(guān)系。和其他電導(dǎo)過程不同，隧道效應(yīng)電流與溫度無關(guān) 電子性電導(dǎo)例三：TunnelEffect51

Shottky和TunnelEffect是電極發(fā)射控制電導(dǎo)的過程 而Poole-FrenkelEffect則是體積發(fā)射控制電導(dǎo)的過程 Shottky和TunnelEffect是電極發(fā)射控制電52

聚乙烯的電流-時間特性例：在溫度高于室溫附近要達到穩(wěn)定的漏導(dǎo)電流需要幾個小時的時間，在更低的溫度下，即20℃時，電流很難趨向穩(wěn)定的漏導(dǎo)電流。 所以通常的1min絕緣電阻測量僅僅是為了工程上的方便，實際上并沒有物理意義，關(guān)于這一點必須注意。 聚乙烯的電流-時間特性例：在溫度高于室溫附近要達到穩(wěn)定的漏53

一、氣體電介質(zhì)的電導(dǎo)：

氣體中無吸收電流； 氣體離子的濃度約為500~1000對/cm2；

分成三個區(qū)域

區(qū)域1：E≈5×10-3V/cm，電流密度j隨著E增加而增加；

區(qū)域2：當E進一步增大，j趨向飽和；

以上兩者的電阻率約1022Ω?cm量級。

區(qū)域3：當場強超過E2≈103V/cm時，氣體電介質(zhì)將發(fā)生碰撞電離，從而使氣體電介質(zhì)電導(dǎo)急劇增大氣體電介質(zhì)中的電流密度—場強特性 一、氣體電介質(zhì)的電導(dǎo)： 分成三個區(qū)域氣體電介質(zhì)中的電流密度54二、液體電介質(zhì)電導(dǎo)一是由液體本身的分子和雜質(zhì)的分子解離成離子，構(gòu)成離子電導(dǎo)；

二是由液體中的膠體質(zhì)點(如變壓器油中懸浮的小水滴)吸附電荷后，變成帶電質(zhì)點，構(gòu)成電泳電導(dǎo)。

特點：1、與純凈度有關(guān):雜質(zhì)越多，電導(dǎo)越大2、與介質(zhì)分子的離解度有關(guān):介電常數(shù)越大，電導(dǎo)越大3、與溫度有關(guān)溫度升高液體電介質(zhì)粘度降低，離子遷移率增加，電導(dǎo)增大溫度升高液體電介質(zhì)或離子的熱離解度增加，電導(dǎo)增大

A、B—常數(shù)；T—絕對溫度—電導(dǎo)率4、與電場強度有關(guān):當場強到達一定程度后，電導(dǎo)將迅速增大見表見圖見圖二、液體電介質(zhì)一是由液體本身的分子和雜質(zhì)的分子解離成離子，構(gòu)55

用三電極法測量介質(zhì)的體積電阻率ρV為

式中S為測量電極的面積，d為介質(zhì)厚度，RV由測量的漏導(dǎo)電流ig及電壓值決定，RV=U/ig。那么介質(zhì)的體積電導(dǎo)率γV則為三、固體電介質(zhì)的體積電導(dǎo)離子電導(dǎo)：帶電粒子是離子，低電場電導(dǎo)區(qū)（介質(zhì)的工作范圍），以離子電導(dǎo)為主電子電導(dǎo)：帶電粒子是電子，高電場電導(dǎo)區(qū)，以電子電導(dǎo)為主 用三電極法測量介質(zhì)的體積電阻率ρV為三、固體電介質(zhì)的離子電56特點：1、與溫度有關(guān)，與液體類似2、與電場強度有關(guān)：當電場強度大于某一定值時3、與雜質(zhì)有關(guān)：合成高分子絕緣材料的催化劑、增塑劑、填料（以增大機械強度，改善耐弧性、耐熱性等）；多孔性纖維材料易吸入水分等—電導(dǎo)率與電場強度無關(guān)時的電導(dǎo)率—電導(dǎo)率與電場強度無關(guān)時的最大電場強度—與材料性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)見圖見表特點：3、與雜質(zhì)有關(guān)：合成高分子絕緣材料的催化劑、增塑劑、填57

由體積電阻率劃分各種介質(zhì)的結(jié)果導(dǎo)電狀態(tài)超導(dǎo)體導(dǎo)體半導(dǎo)體絕緣體電阻率[Ω·cm]

10-6~10-210-2~109109~1022介質(zhì)

金屬無機、有機物無機、油、有機由體積電阻率劃分各種介質(zhì)的結(jié)果導(dǎo)電狀態(tài)超導(dǎo)體導(dǎo)體半導(dǎo)體58單位Ω

介質(zhì)的表面電阻率和電導(dǎo)率：l代表兩電極間距，b代表電極長。實際測量時用平行電極存在極間場強不均勻的問題需加保護電極，或者用三電極法上的同心圓環(huán)測量四、固體電介質(zhì)的表面電導(dǎo)由附著于介質(zhì)表面的水分和污穢引起單位Ω 介質(zhì)的表面電阻率和電導(dǎo)率：l代表兩電極間距，b代表電59特點：1、與環(huán)境因素有關(guān)2、與絕緣材料的憎水性有關(guān)3、與絕緣材料的性質(zhì)有關(guān)

如：·電瓷能被水濕潤，但表面無臟物時，即使在潮濕環(huán)境仍能保持相當大的電阻率·大部分玻璃部分溶于水，但表面電阻較小，而且與溫度關(guān)系較大·多孔性纖維材料不僅表面電阻小，體積電阻也小見表特點：見表60討論介質(zhì)電導(dǎo)的意義1、在絕緣預(yù)防性試驗中，要測絕緣電阻和泄漏電流以判斷絕緣是否受潮或有其它劣化現(xiàn)象。在試驗中需注意將表面電導(dǎo)與體積電導(dǎo)區(qū)別開來。2、串聯(lián)的多層介質(zhì)在直流電壓下的穩(wěn)態(tài)電壓分布與各層的電導(dǎo)成反比，要合理選材直流電纜在運行時，由于芯線附近的溫度較鉛層附近處高，所以芯線附近絕緣電阻下降會使該處場強下降，而其它部分的場強將相應(yīng)增加，這種情況在設(shè)計時要充分予以注意。3、設(shè)計絕緣結(jié)構(gòu)時要考慮到環(huán)境條件，特別是濕度的影響。注意環(huán)境濕度對固體介質(zhì)表面電阻的影響，注意親水性材料的表面防水處理。

4、某些能量較小的高壓電源，應(yīng)注意減小絕緣材料的表面泄漏電流。5、并不是所有情況下都希望絕緣電阻高，有些情況下要設(shè)法減小絕緣電阻值。如在高壓套管法蘭附近涂上半導(dǎo)體釉，高壓電機定子繞組出稽口部分涂半導(dǎo)體漆等，都是為了改善電壓分布，以消除電暈。見圖討論介質(zhì)電導(dǎo)的意義見圖61電介質(zhì)損耗電介質(zhì)損耗62—真空和無損極化引起的電流密度—漏導(dǎo)引起的電流密度—有損極化引起的電流密度損耗角正切：單位體積介質(zhì)中的損耗功率：含有均勻介質(zhì)的平板電容器總損耗功率：因為：所以：—真空和無損極化引起的電流密度—漏導(dǎo)引起的電流密度—有63電導(dǎo)損耗極化損耗包括均勻介質(zhì)中總的有功損耗：電導(dǎo)損耗極化損耗包括均勻介質(zhì)中總的有功損耗：641、氣體電介質(zhì)中的損耗1、當場強不足以產(chǎn)生碰撞電離時氣體中的損耗是由電導(dǎo)引起的，損耗極?。ǎ?0-8）2、當外施電壓U超過局放起始電壓U0時，將發(fā)生局部放電，損耗急劇增加，這在高壓輸電線上是常見的，稱為電暈損耗。1、氣體電介質(zhì)中的損耗1、當場強不足以產(chǎn)生碰撞電離時氣體中的652、液體電介質(zhì)中的損耗t＜t1時：電導(dǎo)和極化損耗都很小，隨著溫度的升高，極化損耗顯著增加t1＜t＜t2:由于分子熱運動加快，妨礙極性分子的轉(zhuǎn)向極化，極化損耗的減小比電導(dǎo)損耗的增加更快t＞t2時：電導(dǎo)損耗占主要部分非極性或弱極性電介質(zhì)損耗很小，損耗主要由電導(dǎo)決定2、液體電介質(zhì)中的損耗t＜t1時：電導(dǎo)和極化損耗都很小，66損耗主要由電導(dǎo)決定損耗主要由電導(dǎo)決定671、損耗功率P：當頻率升高到一定值時，轉(zhuǎn)向極化跟不上頻率的變化，損耗功率趨于恒定2、介電常數(shù)：當頻率升高到一定值時，轉(zhuǎn)向極化跟不上頻率的變化，介電常數(shù)也達到較低的穩(wěn)定值3、損耗：當頻率升高到一定值時，轉(zhuǎn)向極化跟不上頻率的變化，與頻率成反比地減小tg∝p/fr1、損耗功率P：當頻率升高到一定值時，轉(zhuǎn)向極化跟不上頻率的t683、固體電介質(zhì)中的損耗1、極性固體電介質(zhì)包括：纖維材料——紙、纖維板等結(jié)構(gòu)不緊的材料含有極性基的有機材料——聚氯乙烯、有機玻璃、酚醛樹脂、硬橡膠等2、極性固體電介質(zhì)的與溫度、頻率的關(guān)系和極性液體相似，其值較大，高頻下更為嚴重，3、固體電介質(zhì)中的損耗1、極性固體電介質(zhì)包括：691、不均勻結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)包括：電機絕緣中用的云母制品(是云母和紙或布以及環(huán)氧樹酯所組合的復(fù)合介質(zhì))被廣泛使用的油浸紙、膠紙絕緣等。2、不均勻結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)的：取決于其中各成分的性能和數(shù)量間的比例峰值可能由紙極化損耗引起峰值可能由復(fù)合膠極化損耗引起1、不均勻結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)包括：峰值可能由紙極化損耗引起峰值可能701、反映單位體積中的損耗，與絕緣體的體積大小無關(guān)例1：當試品絕緣有兩種不同絕緣并聯(lián)組成

則：

當C2/Cx越小，C2中缺陷（增大）在測整體的時越難發(fā)現(xiàn)解決辦法是分解測量（如分別對變壓器線圈和套管的進行測量）

例2：當集中性缺陷所占的體積相對于被試絕緣的體積越小，則集中性缺陷處的介質(zhì)損耗占被試絕緣全部介質(zhì)損耗中的比重越小如：電機、電纜設(shè)備，被試絕緣體積較大，雖然集中性缺陷的發(fā)展