絕緣材料的電氣性能課件

第二章直接接觸電擊防護◆觸及正常運行帶電體所發(fā)生的電擊,稱為直接接觸◆直接接觸電擊防護就是使危險的帶電部分不會被有意或無意地觸及。最常用的防護措施是絕緣、屏護和第一節(jié)絕緣絕緣是指利用絕緣材料對帶電體進行封閉和隔離。絕緣是防止電事故的重要措施,良好的絕緣也是保證電氣系統(tǒng)正常運行的基本條件。絕緣材料的電氣性能絕緣材料又稱為電介質(zhì),其導(dǎo)電能力很差,但并非絕對不導(dǎo)電。工程上應(yīng)用的絕緣材的電阻率一般都不低于1×1079·m絕緣材料的主要作用是用于對帶電的或不同電位的導(dǎo)體進行隔離,使電流按照確定線路流動。絕緣材料種類氣體絕緣空氣、氮、氫、二氧化碳和六氟化硫等材料液體絕緣從石油原油中提煉出來的絕緣礦物油,十二烷基苯、聚丁二烯、硅油和三氯聯(lián)材料苯等合成油以及蓖麻油固體絕緣樹脂絕緣漆,紙、紙板等絕緣纖維制品,漆布、漆管和綁扎帶等絕緣浸漬纖維材料制品,絕緣云母制品,電工用薄膜、復(fù)合制品和粘帶,電工用層壓制品,電工用塑料和橡膠、玻璃、陶瓷等(因同時具有支撐作用,故用的較多)絕緣材料的電氣性能主要表現(xiàn)在電場作用下材料的導(dǎo)電性能、介電性能及絕緣強度。它們分別以絕緣電阻率ρ(或電導(dǎo)率γ)、相對介電常數(shù)Er、介質(zhì)損耗角tanδ及擊穿強度E四個參數(shù)來表示絕緣示意圖電源線可觸及部分附加絕緣基本絕緣帶電導(dǎo)體1.絕緣電阻率和絕緣電阻·電介質(zhì)的帶電質(zhì)點主要為本征離子和雜質(zhì)離子。在電場的作用下,它們可作有向運動,形成泄漏電流。在外加電壓作用下的絕緣材料的等效電路如圖,電阻支路的電流I1為漏導(dǎo)電流;流經(jīng)電容和電阻串聯(lián)支路的電流I。稱為吸收電流,是由緩慢極化和離子體積電荷形成的電流;電容支路的電流I。稱為充電電流,是由幾何電容等效應(yīng)構(gòu)成的電流溫度、濕度、雜質(zhì)含量和電場強度的增加都可能降低電介質(zhì)的電阻率溫度升高時,分子熱運動加劇八使離子容易遷移,電阻率按指數(shù)規(guī)律下濕度升高,一方面水分的浸入使電介質(zhì)增加了導(dǎo)電離子,使絕緣電阻下降;另一方面,對親水物質(zhì),表面的水分還會大大降低其表面電阻率,造成泄雜質(zhì)的含量增加,增加了內(nèi)部的導(dǎo)電離子漏電流過大而使設(shè)備損壞也使電介質(zhì)表面污染并吸附水分,從而降低了體積電阻率和表面電阻率。2.介電常數(shù)介電常數(shù)ε是表明電介質(zhì)極化特征的性能參數(shù)。介電常數(shù)愈大,電介質(zhì)極化能力愈強,產(chǎn)生的束縛電荷就愈多。束縛電荷也產(chǎn)生極化電場,極化電場總是削弱外電場的相對介電常數(shù)E為E,-ScC為電容器極板間為真空時的電容量C為極板間是某種電介質(zhì)時的電容量絕緣材料的介電常數(shù)受電源頻率、溫度、濕度等因素而產(chǎn)生變化隨濕度增加,材料吸收水分,由于水的相對介電常數(shù)很高(在80左右),且水分的侵入能增加極化作用,使得電介質(zhì)的介電常數(shù)明顯增加。因此,通過測量介電常數(shù),能夠判質(zhì)受潮程度等3.介質(zhì)損耗在交流電壓作用下,電介質(zhì)中的部分電能轉(zhuǎn)變成熱能,這部分能量叫做介質(zhì)損耗。單位時間內(nèi)消耗的能量叫做介質(zhì)損耗功率。介質(zhì)損耗一種是由漏導(dǎo)電流引起的;另一種是由于極化引起的。介質(zhì)損耗使介質(zhì)發(fā)熱,是電介質(zhì)熱擊穿的根源施加交流電壓時,電流、電壓的相量關(guān)系如圖示?？傠娏髋c電壓的相位差φ,即電介質(zhì)的功率因數(shù)角。功率因數(shù)角的余角δ稱為介質(zhì)損耗角。根據(jù)相量圖,不難求出單位體積內(nèi)介質(zhì)損式中:o-—電源角頻率耗功率PoeEtand質(zhì)介電常數(shù);E—電介質(zhì)內(nèi)電場強度;tan8介質(zhì)損耗角正切由于P值與試驗電壓、試品尺寸等因素有關(guān),難于用來對介質(zhì)品質(zhì)作嚴(yán)密的比較,所以,通常是以tanδ來衡量電介質(zhì)的介質(zhì)損耗性能。對于電氣設(shè)備中使用的電介質(zhì),要求它的tan值愈小愈好。而當(dāng)絕緣受潮或劣化時,因有功電流明顯增加,會使tanδ值劇烈上升。也就是說,tanδ能更敏感地反映絕緣質(zhì)量。因此,在要求高的場