华北电力大学：《高电压技术》课程教学资源（课件讲稿）第6讲 电介质的电气性能 第2节 电介质的电导特性 第3节 电介质能量损耗及介质损失角正切

电介质电气性能的划分 极化特性 电气传导特性 损耗特性 电气击穿特性 3

3 电介质电气性能的划分 电介质电气性能的划分 „ 极化特性 „ 电气传导特性 „ 损耗特性 „ 电气击穿特性

第2节电介质的电导特性 电介质中的传导电流 电介质中的电导特性 电介质传导电流的测量 电介质的电导 讨论电介质电导的意义

4 第 2 节 电介质的电导特性 电介质的电导特性 „ 电介质中的传导电流 电介质中的传导电流 „ 电介质中的电导特性 电介质中的电导特性 „ 电介质传导电流的测量 电介质传导电流的测量 „ 电介质的电导 „ 讨论电介质电导的意义 讨论电介质电导的意义

1、电介质中的传导电流 ■ 电气传导电流概念 表征单位时间内通过某一截面的电量 ■传导电流的组成 电介质中的传导电流含漏导电流和位移电流两个分量 漏导电流：由介质中自由的或联系弱的带电质点在电 场作用下运动造成的，又称泄漏电流 位移电流：由电介质极化造成的吸收电流

5 1、电介质中的传导电流 、电介质中的传导电流 „ 电气传导电流概念 电气传导电流概念 表征单位时间内通过某一截面的电量 表征单位时间内通过某一截面的电量 „ 传导电流的组成 传导电流的组成 电介质中的传导电流含漏导电流和位移电流两个分量 电介质中的传导电流含漏导电流和位移电流两个分量 漏导电流：由介质中自由的或联系弱的带电质点在电 由介质中自由的或联系弱的带电质点在电 场作用下运动造成的 场作用下运动造成的，又称泄漏电流 位移电流：由电介质极化造成的吸收电流 由电介质极化造成的吸收电流

2、电介质中传导电流的测量 三电极法 K 辅助 电极 电极 三U 试样 97K2 电极 测量介质中电流的电路图 6

6 三电极法 2、电介质中传导电流的测量 、电介质中传导电流的测量 测量介质中电流的电路图

介质中的电流与时间的关系 1。：快速极化造成的充电电流 ia:空间电荷极化等缓慢极化 形成的，又称吸收电流 1g:趋向稳定值的漏导电流， ia 又称泄漏电流 K 辅助 A 电极 电极 吉U 试样 电极 7

7 ic：快速极化造成的 ：快速极化造成的充电电流 ia：空间电荷极化等缓慢极化 ：空间电荷极化等缓慢极化 形成的，又称吸收电流 ig：趋向稳定值的漏导电流， ：趋向稳定值的漏导电流， 又称泄漏电流 介质中的电流与时间的关系 介质中的电流与时间的关系

泄漏电流密度：由迁移中的载流子密度n及其迁移 速度V得 E:施加电场强度 j=envd enue e:载流子的电荷量 4:载流子的迁移率 泄漏电导率和电阻率： 电导率Y: ==enu 电阻率p: p=1/y 8

8 泄漏电流密度： 泄漏电流密度：由迁移中的载流子密度 由迁移中的载流子密度n及其迁移 速度Vd得 γ enµ Ej = = j = envd = enµE vd = µE 泄漏电导率和电阻率： 泄漏电导率和电阻率： 电导率 γ： 电阻率ρ： ρ =1/ γ E：施加电场强度 ：施加电场强度 e：载流子的电荷量 ：载流子的电荷量 μ：载流子的迁移率 ：载流子的迁移率

例：聚乙烯的电流-时间特性 在温度高于室温附近， 要达到稳定的泄漏电 10~10 温度：140°C 流需要几个小时的时 10-11 间，在更低的温度下 120C 0 00-00000 (20℃)，电流很难趋向 10-2- 匙 稳定的漏导电流 90℃ 流10-8 Z1A53 通常的1min绝缘电阻 (Ia+Ia) [AJ10-14 60C 测量仅仅是为了工程 上的方便，实际上并 10-t界：2kV/cm ×、20℃ 没有物理意义，关于 40C义之x 这一点必须注意。 10 101 100 101 103 103 踌間〔rmin

9 在温度高于室温附近 在温度高于室温附近, 要达到稳定的泄漏电 要达到稳定的泄漏电 流需要几个小时的时 流需要几个小时的时 间，在更低的温度下 间，在更低的温度下 (20℃)，电流很难趋向 ，电流很难趋向 稳定的漏导电流 稳定的漏导电流 通常的1min绝缘电阻 测量仅仅是为了工程 仅仅是为了工程 上的方便，实际上并 上的方便，实际上并 没有物理意义，关于 没有物理意义，关于 这一点必须注意。 这一点必须注意。 例：聚乙烯的电流 例：聚乙烯的电流-时间特性

3、介质的体积电导和表面电导 三电极法测量介质的体积电阻率P为 S 单位2.cm A 式中S为测量电极的面积，d为介质厚度 R,由测量的漏导电流i,及电压值u决定，R,U/ ■ 介质的体积电导率%为 10

10 „ 三电极法测量介质的体积电阻率 三电极法测量介质的体积电阻率ρV为 式中 S 为测量电极的面积， 为测量电极的面积，d 为介质厚度 RV 由测量的漏导电流 由测量的漏导电流ig及电压值u决定，RV=U/ig „ 介质的体积电导率 介质的体积电导率 γ v 为 d S ρ V = RV V V ρ γ 1 = 单位Ω.cm 3、介质的体积电导和表面电导 介质的体积电导和表面电导

■介质的表面电阻率和电导率 测量电极 b Ps=R 介质 1 1两电极间距，b电极长 实际测量时，因平行电极存在极间场强不均匀的问题需加 保护电极，或者用三电极法上的同心圆环测量 11

11 单位Ω „ 介质的表面电阻率和电导率 介质的表面电阻率和电导率 l b ρ S = RS S S ρ γ 1 = 实际测量时，因平行电极存在极间场强不均匀的问题需加 实际测量时，因平行电极存在极间场强不均匀的问题需加 保护电极，或者用三电极法上的同心圆环测量 保护电极，或者用三电极法上的同心圆环测量 l 两电极间距，b电极长

■ 由体积电阻率划分各种介质的结果 导电状态 超导体 导体 半导体 绝缘体 电阻率 10610-2 10-2109 1091022 [2.cm] 介质 金属 无机、有 无机、油、 机物 有机 12

12 „ 由体积电阻率划分各种介质的结果 由体积电阻率划分各种介质的结果 导电状态 超导体 导体 半导体 绝缘体 电阻率 [Ω·cm] 10-6~10-2 10-2~109 109~1022 介质 金属 无机、有 机物 无机、油、 有机