介质损耗曲线原理介绍
介质损耗因数(tanδ)试验
align="center">图5-2 绝缘介质的等效电路表5-2 绝缘电阻测量结果绝缘电阻/MΩ(每隔60s测一次)tanδ与施加电压的关系决定于绝缘介质的性能、绝缘介质工艺处理的好坏和产品结构。
当绝缘介质工艺处理良好时,外施电压与tanδ之间的关系近似一水平直线,且施加电压上升和下降时测得的tanδ值是基本重合的。
当施加电压达到某一极限值时,tanδ曲线开始向上弯曲,见图5-8曲线1。
如果绝缘介质工艺处理得不好或绝缘介质中残留气泡等,则绝缘介质的tanδ比良好绝缘时要大。
另外,由于工艺处理不好的绝缘介质在极低电压下就会发生局部放电,所以,tanδ曲线就会较早地向上弯曲,且电压上升和下降时测得的tanδ值是不相重合的,见图5-8曲线2。
当绝缘老化时,绝缘介质的tanδ反而比良好绝缘时要小,但tanδ开始增长的电压较低,即tanδ曲线在较低电压下即向上弯曲,见图5-8曲线3。
另外,老化的绝缘比较容易吸潮,一旦吸潮,tanδ就会随着电压的上升迅速增大,且电压上升和下降时测得的tanδ 值不相重合,见图5-8曲线4。
2.2 温度特性图5-6 绝缘介质等值电流相量图I C—吸收电流的无功分量I R—吸收电流的有功分量—功率因数角δ—介质损失角图5-7 绝缘介质简化等效电路和等值电流相量图(a)等效电路(b)等值电流相量图C x—绝缘介质的总电容R x—绝缘介质的总泄漏电阻I Cx—绝缘介质的总电容电流I Rx—绝缘介质的总泄漏电流图5-8 绝缘介质tanδ的电压特性tanδ随温度的上升而增加,其与温度之间的关系与绝缘材料的种类、性能和产品的绝缘结构等有关,在同样材料、同样绝缘结构的情况下与绝缘介质的工艺干燥、吸潮和老化程度有关。
对于油浸式变压器,在10℃~40℃范围内,干燥产品的tanδ增长较慢;温度高于40℃,则tanδ的增长加快,温度特性曲线向上逐渐弯曲。
为了比较产品不同温度下的tanδ,GB/T6451—1999国家标准规定了不同温度t下测量的tanδ的换算公式。
介质损耗
电介质在交变电场作用下,所积累的电荷有两种分量:(1)有功功率。
一种为所消耗发热的功率,又称同相分量;(2)无功功率,又称异相分量。
异相分量与同相分量的比值即称为介质损耗。
通常用正切tanδ表示。
tanδ=1/WCR(式中W为交变电场的角频率;C为介质电容;R为损耗电阻)。
介电损耗角正切值是无量纲的物理量。
可用介质损耗仪、电桥、Q表等测量。
对一般陶瓷材料,介质损耗角正切值越小越好,尤其是电容器陶瓷。
仅仅只有衰减陶瓷是例外,要求具有较大的介质损耗角正切值。
橡胶的介电损耗主要来自橡胶分子偶极化。
在橡胶作介电材料时,介电损耗是不利的;在橡胶高频硫化时,介电损耗又是必要的,介质损耗与材料的化学组成、显微结构、工作频率、环境温度和湿度、负荷大小和作用时间等许多因素有关。
电介质损耗(dielectric losses ):电介质中在交变电场作用下转换成热能的能量。
这些热会使电介质升温并可能引起热击穿,因此,在电绝缘技术中,特别是当绝缘材料用于高电场强度或高频的场合,应尽量采用介质损耗因数(即电介质损耗角正切tgδ,它是电介质损耗与该电介质无功功率之比)较低的材料。
但是,电介质损耗也可用作一种电加热手段,即利用高频电场(一般为0.3~300 兆赫)对电介质损耗大的材料(如木材、纸、陶瓷等)进行加热。
这种加热由于热量产生在介质内部,比外部加热的加热速度快、热效率高,且加热均匀。
频率高于300兆赫时,达到微波波段,即为微波加热(家用微波炉即据此原理)。
电介质损耗按其形成机理可分为弛豫损耗、共振损耗和电导损耗。
前两者分别与电介质的弛豫极化和共振极化过程有关。
对于弛豫损耗,当交变电场的频率ω=1/τ时,介质损耗达到极大值,τ为组成电介质的极性分子和热离子的弛豫时间。
对于共振损耗,当电场频率等于电介质振子固有频率(共振)时,损失能量最大。
电导损耗则是由贯穿电介质的电导电流引起,属焦耳损耗,与电场频率无关。
电容介质损耗和电流电压相位角之间的关系又称介电相位角。
介质损耗,介损
图16、绝缘介质tanδ的电压特性
2、温度特性
GB/T6451-2008《油浸式电力变压器技术参数和要求》中要求:容量 在8000KVA及以上变压器应提供tanδ值,测试通常在10~40 ℃下进行, 不同温度下的tanδ 值一般可按下式换算:
tan δ 2 = tan δ 1 *1.3
(T2 − T1 )
一旦变压器状态确定,无 论在串联模型还是并联模型中 变压器的等效电阻和电容也就 确定了,从而被试组合的tanδ 也就确定了,为一定值。所以 认为tanδ是绝缘材料在某一状 态下固有的,可以用作判断产 品绝缘状态是否良好的依据, 是绝缘介质的基本特性之一。
P =U IR Q =U IC
• •
•
P IR tan δ = = • Q IC U 1 Z R ZC jωCP 1 tan δ = = = = U ZR RP jω RP CP ZC tan δ = 1 ω RP CP
I U
C1 IC1 C R
被试绕组的等效电路
R1 ICR
IR1
图1
P tan δ = Q
图1可以转化成两种模型,一种是串联模型(图3)所示,另一种是并 联模型(图4)所示:
P =UR I Q =UC I
• • •
P UR tan δ = = • Q U C RS Z tan δ = R = = jω RS CS 1 ZC jωCS tan δ = ω RS CS
表1、变压器介损的测量部位
序列号 1 2 3 4 5 6 其他特别指示部分 高压、低压 外壳 双线圈变压器 被测线圈 低压 高压 接地部分 高压、外壳 低压、外壳 被测线圈 低压 中压 高压 高压、中压 高压、中压、低压 其他特别指示部分 三线圈变压器 接地部分 高压、中压、外壳 高压、低压、外壳 中压、低压、外壳 低压、外壳 外壳
动态力学分析DMA-介质损耗分析方法
式中 ΔE 为玻璃化转变表观活化能,kJ/mol;R 为气体常数,8.314J/K·mol; T 为绝对温度,K;A0 为常数;f(α)为反应速率函数,f(α)=(1-α)n, α 为转化率,n 为反应级数,与材料本身性能有关。
将式(2)代入式(1),两边取对数后得
可以看出式(5)为直线方程,由斜率可求得 ΔE。
动态力学特性参数用美国 TA 公司 983 型动态力学分析仪器测试。加力方向 与玻璃带平行;升温速率为 5℃/min;温度范围为室温至 200℃;固定频率 5 Hz; 振幅为 0.3 m。
介质损耗特性选用日本 TR—10C 型精密电桥测试。测试条件满足国标 GB1409 -83 要求[3];采用三电极系统;主要测试介质损耗随温度的变化特性。 4.2 结果与分析
6 结论
(1)环氧云母绝缘材料在电热应力和热机械应力作用下会逐渐老化。老化 过程中,材料的储能模量、力学损耗和动态粘度等动态力学参数发生明显变化; 同时,材料的介质损耗参数也有一定的变化。
(2)环氧云母绝缘材料老化后,其储能模量明显下降;动态粘度峰值向高 温方向移动,另外其室温下的动态粘度值明显下降;力学损耗峰值和介质损耗峰 值向高温方向移动。
4.2.1 储能模量 图 4 是试样在老化条件下储能模量的变化情况。由图可知,2 种老化条件下,
环氧云母绝缘材料的储能模量明显下降。由于储能模量表示的是弹性形变储存的 能量,储能模量的减小表明材料老化后界面的粘接能力明显减弱。
4.2.2 动态粘度 图 5 是试样在老化条件下动态粘度的变化情况。由图可知,随着老化时间和
大型发电机主绝缘一般采用环氧云母玻璃带半叠包模压成型的工艺结构。本 文选用 2 mm 厚环氧云母绝缘层压板,该板为宽 20 mm 的环氧云母玻璃带模压而 成。为了模拟在电机中的老化情况,老化实验分 2 种条件进行:1 种为电热应力 联合作用,电压为 9.8 kV,温度为 135℃;另 1 种为热机械应力作用,也即冷 热循环,把样品放入烘箱中加热到 135℃后用风扇冷却到室温为 1 次循环,进行 多次循环,如此反复进行。
介质损耗p -回复
介质损耗p -回复什么是介质损耗?在许多领域,例如电信、无线通信、声学和材料科学中,介质损耗(p)经常被用来描述能量在介质中的衰减程度。
介质损耗是指当电磁波、声波或其他能量在某种介质中传播时,能量损失的程度。
这个概念对设计和优化许多设备和系统至关重要,从电缆和传感器到天线和光纤通信。
为了更好地理解介质损耗,我们需要考虑一些与其相关的核心概念和参数。
1. 介质的复电导率:介质的电导率是用来描述其导电性质的参数。
复电导率包括实部和虚部,实部描述了介质导电能力,而虚部则描述了介质对电磁波或声波的吸收能力。
2. 相对复介电常数:介质的相对复介电常数描述了介质对电磁波的响应。
它是介质中电荷的分布和相对电容之间的比率。
3. 介质损耗角:介质损耗角是描述介质能量损耗程度的一个重要角度。
它表示的是当电磁波传播的过程中,介质中的能量损耗量相对于一周损耗的相位差。
介质损耗角与介质的复电导率和相对复介电常数有关。
如何计算介质损耗?介质损耗可以通过不同的方法来计算,具体方法取决于实际应用和所需精度。
以下是一些常见的计算方法:1. 衰减常数法:通过计算介质中的衰减常数来确定损耗量。
衰减常数是介质中电磁波或声波能量随距离衰减的速度。
它与介质的复电导率和相对复介电常数有关。
2. 传输线方法:对于电信和射频应用,传输线方法常被用来计算介质损耗。
这种方法基于传输线模型,考虑导体和介质的参数,并通过计算传输线的衰减和传输损耗来估计介质损耗。
3. 谐振法:对于介质中的谐振结构,计算谐振频率附近的损耗是估计介质损耗的一种常用方法。
该方法通过测量谐振频率的变化来确定能量损失。
为什么介质损耗对系统和设备设计至关重要?介质损耗对系统和设备的设计和优化非常重要。
以下是一些关键原因:1. 性能优化:通过对介质损耗的准确估计,可以优化系统的性能。
例如,在光通信系统中,介质损耗会影响光纤传输的距离和带宽。
通过选择低损耗介质,可以实现更远的传输距离和更大的带宽。
介质损耗因数(tanδ)试验
align="center">图5-2 绝缘介质的等效电路表5-2 绝缘电阻测量结果绝缘电阻/MΩ(每隔60s测一次)tanδ与施加电压的关系决定于绝缘介质的性能、绝缘介质工艺处理的好坏和产品结构。
当绝缘介质工艺处理良好时,外施电压与tanδ之间的关系近似一水平直线,且施加电压上升和下降时测得的tanδ值是基本重合的。
当施加电压达到某一极限值时,tanδ曲线开始向上弯曲,见图5-8曲线1。
如果绝缘介质工艺处理得不好或绝缘介质中残留气泡等,则绝缘介质的tanδ比良好绝缘时要大。
另外,由于工艺处理不好的绝缘介质在极低电压下就会发生局部放电,所以,tanδ曲线就会较早地向上弯曲,且电压上升和下降时测得的tanδ值是不相重合的,见图5-8曲线2。
当绝缘老化时,绝缘介质的tanδ反而比良好绝缘时要小,但tanδ开始增长的电压较低,即tanδ曲线在较低电压下即向上弯曲,见图5-8曲线3。
另外,老化的绝缘比较容易吸潮,一旦吸潮,tanδ就会随着电压的上升迅速增大,且电压上升和下降时测得的tanδ 值不相重合,见图5-8曲线4。
2.2 温度特性图5-6 绝缘介质等值电流相量图I C—吸收电流的无功分量I R—吸收电流的有功分量—功率因数角δ—介质损失角图5-7 绝缘介质简化等效电路和等值电流相量图(a)等效电路(b)等值电流相量图C x—绝缘介质的总电容R x—绝缘介质的总泄漏电阻I Cx—绝缘介质的总电容电流I Rx—绝缘介质的总泄漏电流图5-8 绝缘介质tanδ的电压特性tanδ随温度的上升而增加,其与温度之间的关系与绝缘材料的种类、性能和产品的绝缘结构等有关,在同样材料、同样绝缘结构的情况下与绝缘介质的工艺干燥、吸潮和老化程度有关。
对于油浸式变压器,在10℃~40℃范围内,干燥产品的tanδ增长较慢;温度高于40℃,则tanδ的增长加快,温度特性曲线向上逐渐弯曲。
为了比较产品不同温度下的tanδ,GB/T6451—1999国家标准规定了不同温度t下测量的tanδ的换算公式。
介质损耗10a -回复
介质损耗10a -回复什么是介质损耗?为什么介质会发生损耗?有哪些常见的介质损耗机制?介质损耗如何影响电磁波传播?在实际应用中,如何减小介质损耗?本文将以介质损耗为主题,为您一步一步回答这些问题。
一、什么是介质损耗?介质损耗指的是电磁波在介质中传播过程中能量的损失。
当电磁波通过某种介质时,由于介质的特性,电磁波的能量会被吸收并转化为其它形式的能量。
这种能量损失就是介质损耗的结果。
介质损耗是一种普遍存在的现象,几乎所有的介质都会导致电磁波传播中的能量损失。
二、为什么介质会发生损耗?介质发生损耗的原因可以有很多,主要包括以下几点:1. 电子的碰撞和摩擦:当电磁波通过介质中的原子或分子时,电子会和原子核或其它电子发生相互碰撞或摩擦,导致电磁能量的转化和吸收。
2. 激发态和基态之间的转化:一些介质中的原子或分子会在电磁波的作用下发生能级转移,从一个能级跃迁到另一个能级,这个过程也会伴随能量的损耗。
3. 电介质和磁介质的损耗:电介质和磁介质具有一定的电阻和磁导率,当电磁波通过它们时,会发生能量的转化和吸收。
三、常见的介质损耗机制有哪些?介质损耗机制多种多样,常见的有以下几种:1. 电导损耗:当电磁波通过导电介质时,介质中的自由电荷会随之产生电流,导致电能的损耗。
2. 电容损耗:介电介质中的电子会因为电磁力的作用而发生运动和碰撞,从而导致能量的转化和吸收。
3. 磁性损耗:磁介质中的磁化过程会产生磁滞损耗和涡流损耗,导致能量的消耗。
4. 介质吸收:介质中的分子或原子会吸收电磁波的能量,并将其转化为分子或原子内部的能量。
5. 辐射损耗:在电磁波传播过程中,电磁波会辐射出去,并损耗一部分能量。
四、介质损耗如何影响电磁波传播?介质损耗对电磁波传播有着重要的影响,主要体现在以下几方面:1. 引起信号衰减:介质损耗会导致电磁波的能量逐渐减弱,使得信号在传播过程中逐渐衰减,影响信号的传输距离和质量。
2. 引起相位失真:介质损耗会引起电磁波的相位延迟和失真,使得接收到的信号与发送的信号之间存在相位差,影响信号的解调和恢复。
电介质的损耗
电介质的损耗
电介质损耗是电介质(绝缘体)在电场中发生能量损耗的现象。
这种损耗通常与电介质的分子结构、电场频率、温度等因素有关。
以下是一些影响电介质损耗的主要因素以及一些与电介质损耗相关的重要概念:
1.电介质极化:
•电介质在外电场的作用下会发生极化,分为定向极化和非定向极化。
极化过程中,电介质内的分子会受到电场力的
影响而发生相对位移,从而导致损耗。
2.介电损耗:
•介电损耗是电介质中由于分子摩擦、离子运动等引起的能量损耗。
这种损耗通常表现为电介质的电导率增加和功率
因数减小。
3.频率效应:
•电介质损耗通常随着电场频率的增加而增加。
这是因为在高频条件下,电介质分子无法迅速跟随电场的变化,导致
相对于电场的滞后,产生能量损耗。
4.温度效应:
•温度升高通常会增加电介质损耗,因为高温会增加分子运动,增加摩擦和碰撞,导致能量耗散。
5.材料的选择:
•不同的电介质材料对电介质损耗的敏感性不同。
选择合适
的电介质材料对于特定应用中损耗的控制至关重要。
6.电介质的种类:
•不同种类的电介质在电场中的行为有所不同,例如,有机电介质和无机电介质的损耗特性可能有差异。
7.电场强度:
•电介质损耗通常与电场强度有关。
在较大的电场强度下,电介质分子可能经历更大的变形和摩擦,导致更高的损耗。
在电子设备、电力系统和电容器等应用中,对电介质损耗的控制非常重要,因为它可以影响设备的性能和效率。
设计和选择合适的电介质材料以及了解各种影响因素对于减小电介质损耗具有实际意义。
电容式电压互感器介质损耗试验分析
电容式电压互感器介质损耗试验分析摘要:本文介绍了电容式电压互感器介质损耗的原理,首先介绍了电容式电压互感器的结构,再从介质损耗分类和高压介损仪工作原理两个方面来介绍介质损耗的原理,最后举例说明高压介损仪监测绝缘的缺陷。
关键词:电容式电压互感器介质损耗高压介损仪电介质(绝缘材料)在有外加电压作用下,会使部分电能转变为热能,使电介质发热。
电介质损耗的电能被称为介质损耗。
介质损耗过大会造成绝缘温度上升,且损耗愈大,温度就愈高,如果介质温度高得能使绝缘体烧焦、熔化,那么绝缘体就会失去绝缘性能而被热击穿,甚至产生爆炸。
电流互感器的爆炸事故主要是由于绝缘局部放电或是受潮,聚集大量能量形成热击穿,使设备内部压力不断增加,以致超过外瓷套的强度造成的。
介质损耗的测量可以发现电力设备绝缘劣化变质、整体受潮以及小体积被试设备贯通和未贯通的局部缺陷,在电力设备交接、电工制造及预防性试验中得到了广泛应用。
一、电容式电压互感器结构用于继电保护、电压测量、载波通讯的电容式电压互感器,简称CVT,已取代电磁式电压互感器,在35~500kV变电站的母线和线路上都获得了广泛应用。
由于设备处于高电压运行环境,其绝缘状态会受到外部潮气和污秽侵蚀的影响,会遭到系统操作或雷电等过电压的侵害,于是需要人们对CVT进行常规预防性试验,测量其绝缘的介质损失角正切,诊断其运行状态,以保证其安全、准确、可靠地运行,这成为电力行业的一项重要任务。
CVT可以分成两个主要部件:一是电容分压器,由高压电容器C1及中压电容器C2组成,110kV CVT的C1(C11、C12、C13)、C2共装于一个瓷套内,110kV以上产品为C,分别装于多个瓷套,并且一部分C1与C2装于一个瓷套内;二是电磁单元,外形是一个铁壳箱体,内部有中间变压器、补偿电抗器、阻尼器及补偿电抗器两端的限压器,靠电磁感应原理给出二次电压输出,达到测量母线或线路电压的目的。
由于C2上的电压会随负荷发生变化,为此在分压回路中串接一个电感L,使之与电容(C1十C2)产生串联谐振,借以补偿负荷电流流过电容所产生的电压降,使电容分压器输出电压稳定,不受负荷电流变化的影响。
介质损耗
电介质在交变电场作用下,所积累的电荷有两种分量:(1)有功功率。
一种为所消耗发热的功率,又称同相分量;(2)无功功率,又称异相分量。
异相分量与同相分量的比值即称为介质损耗。
通常用正切tanδ表示。
tanδ=1/WCR(式中W为交变电场的角频率;C为介质电容;R 为损耗电阻)。
介电损耗角正切值是无量纲的物理量。
可用介质损耗仪、电桥、Q表等测量。
对一般陶瓷材料,介质损耗角正切值越小越好,尤其是电容器陶瓷。
仅仅只有衰减陶瓷是例外,要求具有较大的介质损耗角正切值。
橡胶的介电损耗主要来自橡胶分子偶极化。
在橡胶作介电材料时,介电损耗是不利的;在橡胶高频硫化时,介电损耗又是必要的,介质损耗与材料的化学组成、显微结构、工作频率、环境温度和湿度、负荷大小和作用时间等许多因素有关。
电介质损耗(dielectric losses ):电介质中在交变电场作用下转换成热能的能量。
这些热会使电介质升温并可能引起热击穿,因此,在电绝缘技术中,特别是当绝缘材料用于高电场强度或高频的场合,应尽量采用介质损耗因数(即电介质损耗角正切tgδ,它是电介质损耗与该电介质无功功率之比)较低的材料。
但是,电介质损耗也可用作一种电加热手段,即利用高频电场(一般为0.3~300 兆赫)对电介质损耗大的材料(如木材、纸、陶瓷等)进行加热。
这种加热由于热量产生在介质内部,比外部加热的加热速度快、热效率高,且加热均匀。
频率高于300兆赫时,达到微波波段,即为微波加热(家用微波炉即据此原理)。
电介质损耗按其形成机理可分为弛豫损耗、共振损耗和电导损耗。
前两者分别与电介质的弛豫极化和共振极化过程有关。
对于弛豫损耗,当交变电场的频率ω=1/τ时,介质损耗达到极大值,τ为组成电介质的极性分子和热离子的弛豫时间。
对于共振损耗,当电场频率等于电介质振子固有频率(共振)时,损失能量最大。
电导损耗则是由贯穿电介质的电导电流引起,属焦耳损耗,与电场频率无关。
电容介质损耗和电流电压相位角之间的关系又称介电相位角。
介损试验的目的和原理
介损试验的目的和原理一、介损试验的目的介损试验是一种重要的电磁性能测试方法,主要用于评估材料的介电性能。
其目的是通过测量材料在电磁场中的介电损耗,了解材料对电磁波的吸收和散射能力,进而判断材料的电磁性能和适用范围。
二、介损试验的原理介损试验基于材料的介电性质和电磁场之间的相互作用,通过加电场或磁场,测量材料中的功率损耗,从而计算介电损耗。
其原理可以总结为以下几点:1.介电性质:材料在电磁场中的响应可以通过介电常数和磁导率来描述。
介电常数反映了材料中电场的分布和电荷极化程度,磁导率反映了材料对磁场的响应能力。
2.电磁场和材料之间的相互作用:当电磁波作用于材料时,电场和磁场的变化将导致材料中的电荷和磁化强度发生变化。
这种变化会耗散能量,导致材料产生介电损耗。
3.功率损耗的测量:在介损试验中,一般通过测量材料中吸收的功率和散射的功率来计算功率损耗。
吸收的功率是指电磁波能量被材料吸收转化为其他形式的能量,散射的功率是指电磁波能量从材料中散射出去。
4.介电损耗的计算:通过测量吸收的功率和散射的功率,可计算出材料的介电损耗。
介电损耗可用介电损耗因子(tanδ)或介电损耗角(δ)来表示。
介电损耗因子是介电损耗与材料的电磁性能相关参数之比,介电损耗角是介电损耗相对于电磁场频率的相位差。
材料选择和实验设置一、材料选择在进行介损试验时,通常需要选择满足实验要求的材料。
材料选择的主要考虑因素包括频率范围、温度范围、厚度和材料类型等。
1.频率范围:不同材料对电磁波的吸收和散射能力受频率影响较大。
因此,根据实验需要选择适合的频率范围。
2.温度范围:温度对材料的介电性能有一定影响,需要考虑材料在实验过程中的稳定性和可靠性。
3.厚度:材料的厚度对其吸收和散射能力也有影响。
可以根据实验要求选择适合的厚度。
4.材料类型:不同材料的介电性能存在差异,根据实验需要选择合适的材料类型,如金属、绝缘体、半导体等。
二、实验设置进行介损试验时,需要进行一系列的实验设置,以确保测试结果的准确性和可靠性。
铁硅铝 高频 损耗曲线
铁硅铝高频损耗曲线
铁、硅和铝是常见的金属材料,而高频指的是频率较高的电磁波。
在高频电磁场中,金属材料会产生损耗,这种损耗可以通过损
耗曲线来描述。
下面我将从不同角度分别介绍铁、硅和铝在高频下
的损耗曲线。
1. 铁的高频损耗曲线:
铁是一种导电性较好的金属,在高频电磁场中会产生磁滞损耗
和涡流损耗。
磁滞损耗主要是由于铁磁材料在交变磁场中磁化和去
磁化过程中产生的能量损耗,通常随着频率的增加而增加。
涡流损
耗是由于交变磁场诱导出的涡流在铁材料中形成环流,产生能量损耗,通常随着频率的增加而增加。
因此,铁的高频损耗曲线呈现出
随频率增加而增加的趋势。
2. 硅的高频损耗曲线:
硅是一种半导体材料,相对于金属材料来说,其高频损耗较低。
在高频电磁场中,硅主要产生的损耗是介质损耗。
介质损耗是由于
硅材料中的电子摩擦和电子极化引起的能量损耗,通常随着频率的
增加而略微增加。
但相对于金属材料来说,硅的高频损耗曲线呈现出相对较低的趋势。
3. 铝的高频损耗曲线:
铝是一种导电性较好的金属,其高频损耗主要是由于涡流损耗引起的。
与铁相似,铝在高频电磁场中也会产生涡流,形成环流导致能量损耗。
因此,铝的高频损耗曲线也呈现出随频率增加而增加的趋势。
综上所述,铁、硅和铝在高频下的损耗曲线都呈现出随频率增加而增加的趋势。
不过,由于材料的不同性质和应用环境的差异,具体的损耗曲线会有所不同。
以上是对铁、硅和铝高频损耗曲线的多角度全面回答,希望能对你有所帮助。
介质损耗详解
1、介质损耗之欧侯瑞魂创作创作时间:二零二一年六月三十日什么是介质损耗:绝缘资料在电场作用下, 由于介质电导和介质极化的滞后效应, 在其内部引起的能量损耗.也叫介质损失, 简称介损.2、介质损耗角δ在交变电场作用下, 电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ). 简称介损角.3、介质损耗正切值tgδ又称介质损耗因数, 是指介质损耗角正切值, 简称介损角正切.介质损耗因数的界说如下:如果取得试品的电流相量和电压相量, 则可以获得如下相量图:总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成, 因此:这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值.因此现在的数字化仪器从实质上讲, 是通过丈量δ或者Φ获得介损因数.丈量介损对判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法.绝缘能力的下降直接反映为介损增年夜.进一步就可以分析绝缘下降的原因, 如:绝缘受潮、绝缘油受污染、老化蜕变等等.丈量介损的同时, 也能获得试品的电容量.如果多个电容屏中的一个或几个发生短路、断路, 电容量就有明显的变动, 因此电容量也是一个重要参数.4、功率因数cosΦ功率因数是功率因数角Φ的余弦值, 意义为被测试品的总视在功率S中有功功率P所占的比重.功率因数的界说如下:有的介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cosΦ), 而不是介质损耗因数(DF:tgδ).一般cosΦ<tgδ, 在损耗很小时这两个数值非常接近.(1) 容量与误差:实际电容量和标称电容量允许的最年夜偏差范围.一般使用的容量误差有:J级±5%,K级±10%,M级±20%.精密电容器的允许误差较小,而电解电容器的误差较年夜,它们采纳分歧的误差品级.经常使用的电容器其精度品级和电阻器的暗示方法相同.用字母暗示:D级—±0.5%;F级—±1%;G级—±2%;J级—±5%;K 级—±10%;M级—±20%.(2) 额定工作电压:电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作,所接受的最年夜直流电压,又称耐压.对结构、介质、容量相同的器件,耐压越高,体积越年夜.(3) 温度系数:在一定温度范围内,温度每变动1℃,电容量的相对变动值.温度系数越小越好.(4) 绝缘电阻:用来标明漏电年夜小的.一般小容量的电容,绝缘电阻很年夜,在几百兆欧姆或几千兆欧姆.电解电容的绝缘电阻一般较小.相对而言,绝缘电阻越年夜越好,漏电也小.(5) 损耗:在电场的作用下,电容器在单元时间内发热而消耗的能量.这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗.通经常使用损耗角正切值来暗示.(6) 频率特性:电容器的电参数随电场频率而变动的性质.在高频条件下工作的电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,电容量也相应减小.损耗也随频率的升高而增加.另外,在高频工作时,电容器的分布参数,如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等,城市影响电容器的性能.所有这些,使得电容器的使用频率受到限制.分歧品种的电容器,最高使用频率分歧.小型云母电容器在250MHZ以内;圆片型瓷介电容器为300MHZ;圆管型瓷介电容器为200MHZ;圆盘型瓷介可达3000MHZ;小型纸介电容器为80MHZ;中型纸介电容器只有8MHZ.分歧材质电容器,最高使用频率分歧.COG(NPO)材质特性温度频率稳定性最好,X7R次之,Y5V(Z5U)最差.贴片电容的材质规格贴片电容目前使用NPO、X7R、Z5U、Y5V等分歧的材质规格,分歧的规格有分歧的用途.下面我们仅就经常使用的NPO、X7R、Z5U和Y5V来介绍一下它们的性能和应用以及推销中应注意的定货事项以引起年夜家的注意.分歧的公司对上述分歧性能的电容器可能有分歧的命名方法,这里我们引用的是敝司三巨电子公司的命名方法,其他公司的产物请参照该公司的产物手册.NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质分歧.在相同的体积下由于填充介质分歧所组成的电容器的容量就分歧,随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就分歧.所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用分歧来选用分歧的电容器.一 NPO电容器NPO是一种最经常使用的具有温度赔偿特性的单片陶瓷电容器.它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的.℃到+125℃时容量变动为0±30ppm/℃,电容量随频率的变动小于±0.3ΔC.NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%,相对年夜于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的.其典范的容量相对使用寿命的变动小于±0.1%.NPO电容器随封装形式分歧其电容量和介质损耗随频率变动的特性也分歧,年夜封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好.NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容,以及高频电路中的耦合电容.二 X7R电容器℃到+125℃时其容量变动为15%,需要注意的是此时电容器容量变动是非线性的.X7R电容器的容量在分歧的电压和频率条件下是分歧的,它也随时间的变动而变动,年夜约每10年变动1%ΔC,暗示为10年变动了约5%.X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用,而且当电压变动时其容量变动是可以接受的条件下.它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比力年夜.三 Z5U电容器Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器.这里首先需要考虑的是使用温度范围,对Z5U电容器主要的是它的小尺寸和低本钱.对上述三种陶瓷单片电容起来说在相同的体积下Z5U电容器有最年夜的电容量.但它的电容量受环境和工作条件影响较年夜,它的老化率最年夜可达每10年下降5%.尽管它的容量不稳定,由于它具有小体积、等效串连电感(ESL)和等效串连电阻(ESR)低、良好的频率响应,使其具有广泛的应用范围.尤其是在退耦电路的应用中.Z5U电容器的其他技术指标如下:工作温度范围 +10℃ --- +85℃温度特性 +22% ---- -56%介质损耗最年夜 4%四 Y5V电容器Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器,在-30℃到85℃范围内其容量变动可达+22%到-82%.Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7μF 电容器.Y5V电容器的其他技术指标如下:工作温度范围 -30℃ --- +85℃温度特性 +22% ---- -82%介质损耗最年夜 5%For personal use only in study and research; not for commercial use。
介质损耗角
之迟辟智美创作介质损耗角是在交变电场下,电介质内流过的电流向量和电压向量之间的夹角(即功率向量角ф)的余角δ,简称介损角. 介质损耗角(介损角)是一项反映高压电气设备绝缘性能的重要指标.介损角的变动可反映受潮、劣化蜕变或绝缘中气体放电等绝缘缺陷,因此丈量介损角是研究绝缘老化特征及在线监测绝缘状况的一项重要内容. 介质损耗检测的意义及其注意问题(1)在绝缘设计时,必需注意绝缘资料的tanδ 值.若tanδ 值过年夜则会引起严重发热,使绝缘加速老化,甚至可能招致热击穿.而在直流电压下,tanδ 较小而可用于制造直流或脉冲电容器. (2)值反映了绝缘的状况,可通过丈量tanδ=f(ф)的关系曲线来判断从良状态向劣化状态转化的进程,故tanδ的丈量是电气设备绝缘试验中的一个基本项目. (3)通过研究温度对tanδ值的影响,力求在工作温度下的tanδ值为最小值而避开最年夜值. (4)极化损耗随频率升高而增年夜,尤其电容器采纳极性电介质时,其极化损耗随频率升高增加很快,当电源中呈现高次(如3次、5次)谐波时,就很容易造成电容器绝缘资料因过热而击穿.(5)用于冲击丈量的连接电缆,其绝缘的tanδ必需很小,否则所测冲击电压通过电缆后将发生严重的波形畸变,影响到丈量的准确性.数字化丈量介质损耗角的方法新闻出处:谢家琪发布时间: 2007年03月12日摘要:总结了介损模拟丈量方法存在的缺乏.对以后几种典范的介质损耗数字化丈量方法进行了介绍,讨论了每种方法的优缺点和实际应用中呈现的一些问题,并对介损数字化丈量的发展前景进行了展望.关键词:介质损耗数字化丈量 1 引言高压电气设备中,对绝缘介质损耗的测试具有很重要的意义.在高压预防性试验中,介质损耗因素的丈量属于高准确度丈量,通常是在被测试品两端加以工频50Hz的高电压(10kV),使被测试品流过一个极其微小的电流,利用电压与电流之间夹角的余角δ的正切值来反映被测试品的介质损耗年夜小.这种高电压、微电流、小角度的精密丈量要求丈量系统应具有很高的灵敏度和准确性,在现场条件下还需要具有较强的抗干扰能力.过去介质损耗角的丈量采纳模拟丈量方法,主要有谐振法、瓦特表法和电桥法,谐振法只适用于高压高频状态下的丈量.瓦特表法是由介质损失的功率和经过的电流计算求得,瓦特表法由于丈量准确度低,现已基本淘汰.电桥法是采纳交流电桥差值比力原理,准确度相对较高,其典范代表是西林电桥,见图1所示.由电桥平衡条件可得出被试品的电容值Cx及tanδ: CX=(R4/R3)CN tanδ=ωC4R4目前数字化自动电桥其实只是采纳数字化技术来调节电桥的平衡,而实际的丈量原理仍然是用标准电容和电阻与被试品进行比力的模拟方法.其缺点是:(1)丈量法式复杂,把持工作量年夜,自动化水平低,易受人为因素的影响.(2)随着输变电工程电压品级的提高,强电场干扰严重,使变电站高压电器设备的tanδ丈量误差过年夜.(3)当试验电源有较年夜谐波干扰时,即使基波电压已获平衡,检流计仍不能为零,不能排除与基波相近的谐波干扰.2 几种介损的数字化丈量方法数字化丈量方法的原理是利用传感器从试品上取得所需的信号U和I,经前置预处置电路数字化后送至数据处置计算机或单片机,算出电流电压之间的相位差△ψ,最后获得tanδ的丈量值,见图2.过零电压比力法是丈量两个频率相同,幅值相等,相角差小的正弦电压波之间的相角差的方法.满足上述条这种方法的特点是电路简单,对启动采样电路、A/D转换电路要求不高,且以过零点附近两个正弦波的平均电压差来评价两正弦波的相位差,所以抗干扰扰能力强.但要求满足的丈量条件十分苛刻,如要求两个被测的正弦波谐波分量和谐波相位相等,增年夜了丈量难度[1].这是一种将相位丈量酿成时间丈量的方法其原理见图3.系统先通过采样电路捕捉电流和电压信号的过零点(图3(b), (c)),然后通过一系列的逻辑转换电路形成宽度为△t的方波信号(图3(d)).由于方波的宽度反映了电流电压信号的相位差,所以通过丈量△t即可求出试品的介损值.该方法具有丈量分辨率高、线性好、易数学化的优点.但误差因素有时对丈量结果影响很年夜,从而限制了应用.其中最重要的误差原因是由于零线漂移和波形畸变而招致信号过零点偏移.谐波分析法就是用离散付立叶变换(DFT)对试品的电压和电流信号进行谐波分析,得出基波,再求出介质损耗角.高次谐波主要以3次和5次谐波为主,试品上的电压和电流可暗示为:谐波分析法把对波形的处置放在后期的软件法式中进行,简化了硬件线路和结构,提高了系统可靠性.由于电网频率不稳,加之同步采样环节的误差,造成对采样信号做DFT时发生较年夜的误差,所以在对信号DFT计算时应采用相应的办法尽量消除频谱泄漏和栅栏效应带来的误差[2].本方法的原理来自于电压/电流法丈量元件阻抗的原理,根据被测试品的端电压相量和流过试品的电流相量之比,可以获得被测试品的阻抗相量,根据ZX的实部和虚部,进一步求得介质损耗角正切tanδ.设to时刻方向上的矢量为参考矢量时,见图4,电压和电流用矢量暗示为:自由矢量法实现的电路简单、体积小、重量轻、价格廉价,但存在电源频率不稳,波形禁绝,外界电磁场干扰等误差因素,限制了该方法的准确度和应用.异频电源法的原理为在介质丈量过程中,试验电源频率偏离干扰电源频率,通过频率识别和滤波技术排除干扰电源的影响.使用DFT或FFT可将异频频率波和干扰频率波分辨开来.理论上只要满足同步采样条件,DFT或FFT就不会有泄漏效应,可准确地将异频电源频率所对应的频谱抽取出来,也就可获得该频率波的初相位.实际上,介质随频率的变动而变动,这就呈现分歧频率下的丈量结果的同等性问题.异频电源频率不能偏离工频太远,否则丈量结果与工频下的介损值失去同等性,也不能偏离太近,这样会增年夜频率分辨的难度,同样会造成较年夜的误差[4].正弦电压和电流在时域的表达式可写为:该方法要求A/D转换的位数N不小于10,采样率不低于1KHz[5].由于在方法的设计上把流过试品的电压和电流理想化为标准的正弦波,没有考虑信号中有谐波等干扰成份,容易造成丈量的误差.以上介损的数字化丈量方法之间其实不是孤立的.例如在正弦波参数法和自由矢量法中,可先用谐波法滤除高次谐波,获得电压和电流的基波再计算各个参数.而异频电源的采纳是为了克服工频干扰,它几乎可以应用到其他所有的数字化丈量方法中.因每种丈量方法的特点,过零时差比力法和过零点电压比力法多用于现场及在线监测的丈量仪器,而自由矢量法和正弦波参数法多用于便携式带电检测仪器.3 结语介损的数字化丈量技术在不竭地发展和完善.数字化丈量的优点在于它的智能化和多功能趋势,特别是将后级处置与高压设备绝缘的诊断专家系统联系起来,实现自动检测和诊断报警.介损的数字化丈量是有着光明的发展前景,如何提高抗干扰能力和丈量准确性仍是以后研究的课题.◎、介质损耗什么是介质损耗:绝缘资料在电场作用下,由于介质电导和介质极化的滞后效应,在其内部引起的能量损耗.也叫介质损失,简称介损.2、介质损耗角δ在交变电场作用下,电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ). 简称介损角.3、介质损耗正切值tgδ又称介质损耗因数,是指介质损耗角正切值,简称介损角正切.介质损耗因数的界说如下:如果取得试品的电流相量和电压相量,则可以获得如下相量图:总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成,因此:这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值.因此现在的数字化仪器从实质上讲,是通过丈量δ或者Φ获得介损因数.丈量介损对判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法.绝缘能力的下降直接反映为介损增年夜.进一步就可以分析绝缘下降的原因,如:绝缘受潮、绝缘油受污染、老化蜕变等等.丈量介损的同时,也能获得试品的电容量.如果多个电容屏中的一个或几个发生短路、断路,电容量就有明显的变动,因此电容量也是一个重要参数.4、功率因数cosΦ功率因数是功率因数角Φ的余弦值,意义为被测试品的总视在功率S中有功功率P所占的比重.功率因数的界说如下:有的介损测试仪习惯显示功率因数(PF:cosΦ),而不是介质损耗因数(DF:tgδ).一般cosΦ<tgδ,在损耗很小时这两个数值非常接近.5、高压电容电桥高压电容电桥的标准通道输入标准电容器的电流、试品通道输入试品电流.通过比对电流相位差丈量tgδ,通过出比电流幅值丈量试品电容量.因此用电桥丈量介损还需要携带标准电容器、升压PT和调压器.接线也十分烦琐.国内罕见高压电容电桥有:6、高压介质损耗丈量仪简称介损仪,是指采纳电桥原理,应用数字丈量技术,对介质损耗角正切值和电容量进行自动丈量的一种新型仪器.一般包括高压电桥、高压试验电源和高压标准电容器三部份.AI-6000利用变频抗干扰原理,采纳傅立叶变动数字波形分析技术,对标准电流和试品电流进行计算,抑制干扰能力强,丈量结果准确稳定.国内罕见高压介质损耗丈量仪有:7、外施使用外部高压试验电源和标准电容器进行试验,对介损仪的示值按一定的比例关系进行计算获得丈量结果的方法. 8、内施使用介损仪内附高压电源和标准器进行试验,直接获得丈量结果的方法.9、正接线用于丈量不接地试品的方法,丈量时介损仪丈量回路处于地电位.10、反接线用于丈量接地试品的方法,丈量时介损仪丈量回路处于高电位,他与外壳之间接受全部试验电压.11、经常使用介损仪的分类现经常使用介损仪有西林型和M型两种,QS1和AI-6000为西林型.12、经常使用抗干扰方法在介质损耗丈量中罕见抗干扰方法有三种:倒相法、移相法和变频法.AI-6000采纳变频法抗干扰,同时支持倒相法丈量.13、准确度的暗示方法tgδ:±(1%D+0.0004)Cx: ±(1%C+1pF)+前暗示为相对误差,+后暗示为绝对误差.相对误差小暗示仪器的量程线性度好,绝对误差小暗示仪器的误差起点低.校验时读数与标准值的差应小于以上准确度,否则就是超差.摘要:总结了介损模拟丈量方法存在的缺乏.对以后几种典范的介质损耗数字化丈量方法进行了介绍,讨论了每种方法的优缺点和实际应用中呈现的一些问题,并对介损数字化丈量的发展前景进行了展望.关键词:介质损耗数字化丈量1 引言高压电气设备中,对绝缘介质损耗的测试具有很重要的意义.在高压预防性试验中,介质损耗因素的丈量属于高准确度丈量,通常是在被测试品两端加以工频50Hz的高电压(10kV),使被测试品流过一个极其微小的电流,利用电压与电流之间夹角的余角δ的正切值来反映被测试品的介质损耗年夜小.这种高电压、微电流、小角度的精密丈量要求丈量系统应具有很高的灵敏度和准确性,在现场条件下还需要具有较强的抗干扰能力.过去介质损耗角的丈量采纳模拟丈量方法,主要有谐振法、瓦特表法和电桥法,谐振法只适用于高压高频状态下的丈量.瓦特表法是由介质损失的功率和经过的电流计算求得,瓦特表法由于丈量准确度低,现已基本淘汰.电桥法是采纳交流电桥差值比力原理,准确度相对较高,其典范代表是西林电桥,见图1所示.由电桥平衡条件可得出被试品的电容值Cx及tanδ: CX=(R4/R3)CN tanδ=ωC4R4目前数字化自动电桥其实只是采纳数字化技术来调节电桥的平衡,而实际的丈量原理仍然是用标准电容和电阻与被试品进行比力的模拟方法.其缺点是:(1)丈量法式复杂,把持工作量年夜,自动化水平低,易受人为因素的影响.(2)随着输变电工程电压品级的提高,强电场干扰严重,使变电站高压电器设备的tanδ丈量误差过年夜.(3)当试验电源有较年夜谐波干扰时,即使基波电压已获平衡,检流计仍不能为零,不能排除与基波相近的谐波干扰.2 几种介损的数字化丈量方法数字化丈量方法的原理是利用传感器从试品上取得所需的信号U和I,经前置预处置电路数字化后送至数据处置计算机或单片机,算出电流电压之间的相位差△ψ,最后获得tanδ的丈量值,见图2.过零电压比力法是丈量两个频率相同,幅值相等,相角差小的正弦电压波之间的相角差的方法.满足上述条这种方法的特点是电路简单,对启动采样电路、A/D转换电路要求不高,且以过零点附近两个正弦波的平均电压差来评价两正弦波的相位差,所以抗干扰扰能力强.但要求满足的丈量条件十分苛刻,如要求两个被测的正弦波谐波分量和谐波相位相等,增年夜了丈量难度[1].这是一种将相位丈量酿成时间丈量的方法其原理见图3.系统先通过采样电路捕捉电流和电压信号的过零点(图3(b), (c)),然后通过一系列的逻辑转换电路形成宽度为△t的方波信号(图3(d)).由于方波的宽度反映了电流电压信号的相位差,所以通过丈量△t即可求出试品的介损值.该方法具有丈量分辨率高、线性好、易数学化的优点.但误差因素有时对丈量结果影响很年夜,从而限制了应用.其中最重要的误差原因是由于零线漂移和波形畸变而招致信号过零点偏移.谐波分析法就是用离散付立叶变换(DFT)对试品的电压和电流信号进行谐波分析,得出基波,再求出介质损耗角.高次谐波主要以3次和5次谐波为主,试品上的电压和电流可暗示为:谐波分析法把对波形的处置放在后期的软件法式中进行,简化了硬件线路和结构,提高了系统可靠性.由于电网频率不稳,加之同步采样环节的误差,造成对采样信号做DFT时发生较年夜的误差,所以在对信号DFT计算时应采用相应的办法尽量消除频谱泄漏和栅栏效应带来的误差[2].2.4自由矢量法本方法的原理来自于电压/电流法丈量元件阻抗的原理,根据被测试品的端电压相量和流过试品的电流相量之比,可以获得被测试品的阻抗相量,根据ZX的实部和虚部,进一步求得介质损耗角正切tanδ.设to时刻方向上的矢量为参考矢量时,见图4,电压和电流用矢量暗示为:自由矢量法实现的电路简单、体积小、重量轻、价格廉价,但存在电源频率不稳,波形禁绝,外界电磁场干扰等误差因素,限制了该方法的准确度和应用.异频电源法的原理为在介质丈量过程中,试验电源频率偏离干扰电源频率,通过频率识别和滤波技术排除干扰电源的影响.使用DFT或FFT可将异频频率波和干扰频率波分辨开来.理论上只要满足同步采样条件,DFT或FFT就不会有泄漏效应,可准确地将异频电源频率所对应的频谱抽取出来,也就可获得该频率波的初相位.实际上,介质随频率的变动而变动,这就呈现分歧频率下的丈量结果的同等性问题.异频电源频率不能偏离工频太远,否则丈量结果与工频下的介损值失去同等性,也不能偏离太近,这样会增年夜频率分辨的难度,同样会造成较年夜的误差[4].正弦电压和电流在时域的表达式可写为。
第一节 液体和固体介质的极化、电导和损耗
是杂质离子电导,电阻率1017~1019 cm
3、电泳电导:载流子为带电的分子团,通常是乳 化状态的胶体粒子(例如绝缘油中的悬浮胶粒) 或细小水珠,他们吸附电荷后变成了带电粒子。
4、表面电导:对于固体介质,由于表面吸附水 分和污秽存在表面电导,受外界因素的影响很大。 所以,在测量体积电阻率时,应尽量排除表面电 导的影响,应清除表面污秽、烘干水分、并在测 量电极上采取一定的措施。
U1
G2
U 2 t G1
一C1<般CCC212, 而GG12 G即1>CG12、,则C2由上上的面电两荷式需:要重新分配,设
U1 C2 U 2 t0 C1
U1
G2
U 2 t G1
可得:
t=0时,
U1>U2
t 时, U1<U2
可见,随着时间t的增加,U1下降而U2增高, 总的电压U保持不变。这就意味着C1要通过G1放掉 一部分电荷,而C2要通过G1从电源再补充一部分
电导率表征电介质导电性能的主要物理量, 其倒数为电阻率。按载流子的不同,电介质的电 导又可分为离子电导和电子电导两种。
1、电子电导:一般很微弱,因为介质中自由电子数 极少;如果电子电流较大,则介质已被击穿。
2、离子电导: 本征离子电导:极性电介质有较大的本征离子电
导,电阻率1010~1014 cm
第三章 液体和固体介质的电气特性
液体和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:
液体介质:变压器油、电容器油、电缆油 固体介质: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
df介电损耗
df介电损耗介电损耗是介质极化后的能量损耗,当电介质在外电场的作用下发生极化过程时,因极化分子间的摩擦、分子内摩擦、界面摩擦等因素引起的热能损耗称为介电损耗。
在电子学领域,介电损耗是一项重要的性能指标,尤其是对于高频应用,对介电损耗的控制更为严格。
下面我们将介绍详细的DF介电损耗,以加深对其理解。
一、DF介电损耗概念介绍DF指的是“Dissipation Factor”,中文翻译为“介电损耗因数”,简称“DF值”。
DF值是介电材料在交流电场作用下的能量损耗和存贮能量功率比,通常用来指示材料的电性能。
DF值越小,表示介电材料的损耗越小,能够存储更多的电能。
因此,在高频电子学中需要选择DF值比较小的介电材料。
二、DF介电损耗测试方法介电损耗测试是衡量电子材料高频性能的重要指标。
DF值的测试方法主要有AG法和PG法。
1. AG法AG法即“串联谐振电桥法”,是目前应用最广泛且最成熟的测试方法之一。
AG法的基本原理就是利用互感器将待测介质样品串联进入高精度的谐振电路中,通过电桥的平衡实现对DF值的测量。
由于设备复杂,因此AG法的测试精度比较高。
2. PG法PG法即“平面谐振法”,是一种新的测量介电性能的方法。
PG法的实验基本原理是利用谐振器和微波振荡器在平行板的介质材料中谐振,来测量材料的电介质损耗。
PG法设备的结构简单,且操作方便,但受环境变化的干扰比较大,因此测试精度相对AG法较低。
三、DF介电损耗的影响因素DF值受以下因素的影响:1.材料本身特性材料的分子结构以及介质的化学成分和工艺制备方法等都会影响DF值。
一般来说,分子结构稳定、分子间链的粘附力强、晶格结构完整的材料,DF值相对较小。
2.材料制备和加工过程材料的制备和加工过程中是否采取合适的技术参数和方法,会影响DF值。
高温处理、热压缩、分子筛分等技术的应用能有效地减小DF 值。
3.电场强度和频率DF值关于电场强度和频率呈U形曲线状。
在测试介电材料的DF 值时,应该选择合适的电场强度和频率,以获得准确的DF值数据。