淄博职业学院：《高电压技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）高电压绝缘材料的认识（固体绝缘材料的认识）

⑩的飘公舒心 项目一:高电压绝缘材料的认识 学引情境三:固体绝缘材料的认识

项目一：高电压绝缘材料的认识 学习情境三：固体绝缘材料的认识

教学目标 ⑩的飘公舒心 能用相关理论解释固体电介质的击穿机理。 能正确运用提高固体电介质击穿电压的方法。 能理解和解释电介质的极化、电导和损耗现象

能用相关理论解释固体电介质的击穿机理。 能正确运用提高固体电介质击穿电压的方法。 能理解和解释电介质的极化、电导和损耗现象。 教学目标

⑩的飘公舒心 固体介质广泛用作电气设备的内绝缘,常用的液体和固 体介质为: 绝缘纸、纸板、云母、塑料、电瓷、玻璃、硅橡胶 电介质的电气特性表现在电场作用下的 >导电性能 >介电性能 >电气强度

电介质的电气特性表现在电场作用下的 ➢导电性能 ➢介电性能 ➢电气强度 固体介质广泛用作电气设备的内绝缘，常用的液体和固 体介质为： 绝缘纸、纸板、云母、塑料、电瓷、玻璃、硅橡胶

固体介质的击穿 ⑩的飘公舒心 >固体介质的击穿理论 √电击穿理论 √热击穿理论 √电化学击穿 影响固体介质击穿电压的主要因素 √电压作用时间 √电场均匀程度 √温度 √受潮 ˇ累积效应

固体介质的击穿 ➢固体介质的击穿理论 ✓电击穿理论 ✓热击穿理论 ✓电化学击穿 ➢影响固体介质击穿电压的主要因素 ✓电压作用时间 ✓电场均匀程度 ✓温度 ✓受潮 ✓累积效应

固体介质的击穿 ⑩的飘公舒心 电过程(电击穿) 热过程(热击穿) 电化学过程(电化学击穿) 介质本身的特性 绝缘结构形式 电场均匀性 实际电气设备中的固体介质击穿过程是错综复杂的,常取决于以下多种因素: 在电场作用下,固体介质可能因以下过程而被击穿

固体介质的击穿 电过程（电击穿） 热过程（热击穿） 电化学过程（电化学击穿） 介质本身的特性； 绝缘结构形式； 电场均匀性； 实际电气设备中的固体介质击穿过程是错综复杂的，常取决于以下多种因素： 在电场作用下，固体介质可能因以下过程而被击穿：

固体介质的击穿 ⑩的飘公舒心 外加电压波形; 外加电压时间; 工作环境(周围媒质的温度及散热条件) 常用的有机绝缘材料,如纤维材料(纸、布和纤维板)以及聚乙烯塑 料等,其短时电气强度很高,但在工作电压的长期作用下,会产生电离、 老化等过程,从而使其电气强度大幅度下降。 所以,对这类绝缘材料或绝缘结构,不仅要注意其短时耐电特性, 而且要重视它们在长期工作电压下的耐电性能

固体介质的击穿 外加电压波形； 外加电压时间； 工作环境（周围媒质的温度及散热条件） 常用的有机绝缘材料，如纤维材料(纸、布和纤维板)以及聚乙烯塑 料等，其短时电气强度很高，但在工作电压的长期作用下，会产生电离、 老化等过程，从而使其电气强度大幅度下降。 所以，对这类绝缘材料或绝缘结构，不仅要注意其短时耐电特性， 而且要重视它们在长期工作电压下的耐电性能

固体介质的击穿 ⑩的飘公舒心 、固体介质的击穿理论 (一)电击穿理论 固体介质的电击穿是指仅仅由于电场的作用而直接使介质破坏并丧 失绝缘性能的现象。 在介质的电导很小,又有良好的散热条件以及介质内部不存在局部 放电的情况下,固体介质的击穿通常为电击穿,击穿场强可达105 106kV/m

固体介质的击穿 一、固体介质的击穿理论 (一)电击穿理论 1、固体介质的电击穿是指仅仅由于电场的作用而直接使介质破坏并丧 失绝缘性能的现象。 2、在介质的电导很小，又有良好的散热条件以及介质内部不存在局部 放电的情况下，固体介质的击穿通常为电击穿，击穿场强可达105- 106kV/m

固体介质的击穿 ⑩的飘公舒心 、电击穿的主要特征 ①与周围环境温度有关; ②除时间很短的情况,与电压作用时间关系不大 ③介质发热不显著; ④电场均匀程度对击穿有显著影响

3、电击穿的主要特征： ① 与周围环境温度有关； ② 除时间很短的情况，与电压作用时间关系不大； ③ 介质发热不显著； ④ 电场均匀程度对击穿有显著影响。 固体介质的击穿

固体介质的击穿 ⑩的飘公舒心 (二)热击穿理论 固体介质会因介质损耗而发热,如果周围环境温度高,散热条件不好, 介质温度将不断上升而导致绝缘的破坏,如介质分解、熔化、碳化或烧焦, 从而引起热击穿

固体介质的击穿 (二)热击穿理论 固体介质会因介质损耗而发热，如果周围环境温度高，散热条件不好， 介质温度将不断上升而导致绝缘的破坏，如介质分解、熔化、碳化或烧焦， 从而引起热击穿

固体介质的击穿 ⑥麻像 为简单起见,以图 3-21中的平板状固体介 质为例,对热平衡问题 进行讨论。 图3-21平板状固体介质 的发热和散热示意图 设平板电极和介质的面积都足够大,介质以及介质中 的电场都是均匀的E=,于是介质发热均匀;介质损耗产 2h 生的热量主要沿垂直于电极的方向(x轴方向)流向介质表 面和平板电极。在这种条件下,固体介质沿厚度2h的双向 散热可看作是沿厚度h的单向散热

为简单起见，以图 3-21中的平板状固体介 质为例，对热平衡问题 进行讨论。 设平板电极和介质的面积都足够大，介质以及介质中 的电场都是均匀的 ，于是介质发热均匀;介质损耗产 生的热量主要沿垂直于电极的方向（x轴方向）流向介质表 面和平板电极。在这种条件下，固体介质沿厚度2h的双向 散热可看作是沿厚度h的单向散热。 h U E 2 = 固体介质的击穿