固态绝缘介质绝缘特性
电介质的应用
电介质的应用
电介质是一种能够阻止电流通过的物质，它在电学领域中有着广泛的应用。
根据其性质和用途，电介质可以分为多种类型，下面将按照类别介绍电介质的应用。
1. 固体电介质
固体电介质是一种在固态下具有良好绝缘性能的电介质。
它广泛应用于电力系统中，如变压器、电缆、电机等。
其中，变压器中的绕组和铁芯之间的绝缘层就是采用固体电介质制成的。
此外，固体电介质还可以用于制造电容器、绝缘材料等。
2. 液体电介质
液体电介质是一种在液态下具有良好绝缘性能的电介质。
它主要应用于高压电力设备中，如变压器、开关设备等。
液体电介质的优点是具有较高的介电强度和热稳定性，能够承受较高的电压和温度。
同时，液体电介质还可以用于制造电容器、绝缘材料等。
3. 气体电介质
气体电介质是一种在气态下具有良好绝缘性能的电介质。
它主要应用于高压电力设备中，如断路器、避雷器等。
气体电介质的优点是具有较高的介电强度和热稳定性，能够承受较高的电压和温度。
同时，气
体电介质还可以用于制造电容器、绝缘材料等。
4. 复合电介质
复合电介质是由两种或两种以上的电介质组成的复合材料。
它具有多种性质的优点，如高介电强度、高热稳定性、高机械强度等。
复合电介质广泛应用于电力系统中，如变压器、电缆、电机等。
此外，复合电介质还可以用于制造电容器、绝缘材料等。
总之，电介质在电学领域中有着广泛的应用，不同类型的电介质具有不同的特点和优点，可以根据具体的用途进行选择。
随着电力系统的不断发展和升级，电介质的应用也将不断拓展和创新。
电气安全
电气安全班级安全工程课程电气安全姓名学号第一章电气安全基础电气危害包括：1．电气事故，分为故障型（电击、电气火灾和电气引爆、设备损坏）和非故障型（电击、电气火灾、设备损坏和质量事故）；２．电磁污染，包括电磁骚扰和职业病。
二、电气危害的规律：（了解）1、电气危害总是缘于电能的非期望分配。
2、电气危害的发生一定伴生着电气参量的变化。
变化：量值大小，特征、组合特性等。
三、绝缘材料和绝缘结构：1、绝缘材料——导电能力很小的一类材料的总称，又称电介质。
①本质特征：材料中基本没有可自由移动的载流子。
参数界定：电阻率不低于107Ω·m。
用途：对带电导体进行封闭、隔离。
物态：气体、液体、固体绝缘。
典型材料：空气、变压器油、塑料……②绝缘材料的最常见电气参数为：绝缘电阻率、介质损耗角（或介损因数）和介电强度。
这些参数只与介质材料有关，与介质形状、体积等无关。
介质材料电气参数受温度、湿度等环境条件影响较大。
2、绝缘结构及分类①绝缘结构：由一种或若干种绝缘材料构成的绝缘体，称为绝缘结构。
绝缘结构可理解为由绝缘材料所加工成的零件，以特定方式应用在电气设备上。
②分类：1）绝缘结构按功能可分为工作绝缘和保护绝缘。
2）按保护功能区分的绝缘形式（1）基本绝缘。
带电部件上对触电起基本保护作用的绝缘结构。
（介绍工作绝缘）（2）附加绝缘。
为在基本绝缘损坏情况下防止触电而附加在基本绝缘之外的一种独立绝缘结构，又称辅助绝缘。
（3）双重绝缘。
由基本和附加绝缘共同构成的绝缘结构。
基本绝缘和附加绝缘是可以分开的，各自本身就是一个独立的绝缘结构。
（4）加强绝缘。
相当于双重绝缘保护程度的单独绝缘结构，由一种或若干种绝缘材料构成，但不能分拆，是一个整体。
四、绝缘检测的两种实验：1、绝缘电阻测试①测试设备。
兆欧表。
②测试内容。
吸收比，绝缘电阻。
吸收比：K=（R60s）／（R15s）2、介损角正切值tanδ测试1）测试设备。
介损电桥，又称西林电桥。
固态电容和贴片电容
固态电容和贴片电容
固态电容和贴片电容都是电子设备中常用的电容器，它们在结构、特点和用途上存在一些区别。
固态电容是一种半导体元件，其结构独特，在PN结附近用金属氧化物反型结（MOS）技术形成一个储存电荷的区域而制成。
这种电容的工作原理类似于MOSFET。
固态电容的特点包括：
1.高稳定性：由于固态电容的结构稳定，其不易受温度、湿
度等环境因素影响，因此具有较高的稳定性。
2.高耐压性：固态电容的耐压值较高，适合用于高电压工作
环境。
3.低ESR：固态电容的等效串联电阻（ESR）较低，有助于降
低电源的阻抗，提高电源效率。
4.无电解液：固态电容中没有电解液，因此不会出现传统电
解电容因电解液干涸而导致性能下降的问题。
贴片电容是一种表面贴装型电容器，它通常采用金属氧化物作为介质材料，容量较小，但具有体积小、重量轻、绝缘性好等特点。
贴片电容的特点包括：
1.体积小：贴片电容的体积较小，适合在空间有限的电路中
使用。
2.重量轻：贴片电容的重量较轻，有助于降低整个电路的重
量。
3.绝缘性好：贴片电容的绝缘性能较好，可以有效防止电路
中的短路和漏电现象。
4.使用寿命长：贴片电容的使用寿命较长，可以保证电路的
长期稳定运行。
5.价格相对较低：贴片电容的价格相对较低，适合在大量生
产中使用。
总的来说，固态电容和贴片电容各有其优点和适用场景。
在选择使用时，需要根据具体的应用需求和电路要求来选择合适的电容器类型。
绝缘材料的电阻率越大，绝缘性能越好
绝缘材料的电阻率越大，绝缘性能越好
绝缘材料：电阻率为109～1022 Ω•Cm的物质所构成的材料在电工技术上称为绝缘材料，又称电介质。
简单的说就是使带电体与其他部分隔离的材料。
绝缘材料对直流电流有非常大的阻力，在直流电压作用下，除了有极微小的表面泄漏电流外，实际上几乎是不导电的，而对于交流电流则有电容电流通过，但也认为是不导电的。
电工器材中使带电体与其他部分隔离的材料。
常用的固态材料有绝缘套管.绝缘纸、层压板、橡皮、塑料、油漆、玻璃、陶瓷、云母等。
常用的液态材料有变压器油等。
气态材料中以空气、氮气、六氟化硫等用得较多。
气体的绝缘特性与介质的电气强度
影响介质电气强度的因素
介质本身的性质
不同介质的电气强度不同，这是 由于介质内部的分子结构、极性、
电子云分布等因素的影响。
电场的形式和分布
电场的形式和分布也会影响介质 的电气强度。例如，均匀电场中， 电场强度呈线性分布；而不均匀 电场中，电场强度可能存在局部
增强或减弱。
环境因素
温度、湿度、气压等环境因素也 会影响介质的电气强度。在高温、 高湿、低气压等条件下，介质的
气体的基本概念
气体是由大量分子组成的物质 形态，其分子之间的距离较大， 相互作用力相对较小。
气体在一定条件下可以转化为 液态或固态，其性质也会随之 发生变化。
气体的绝缘特性是指气体在电 场中保持绝缘的能力，与气体 的组成、压力、温度等因素有 关。
02
气体的绝缘特性
气体绝缘原理
气体分子自由移动
气体由大量自由移动的分子组成，这 些分子在空间中随机运动，形成一种 “混乱”的状态，阻碍电流通过。
气体绝缘输电线路的绝缘性能主要依赖于气 体的压力和电气强度。在高压下，气体的压 力越大，气体分子间的距离越小，相互作用 力越大，使得气体不易发生电离，从而提高 了电气强度。同时，气体的电气强度还受到 气体中的杂质离子和水分含量的影响，因此
需要采取措施控制气体的纯度和湿度。
气体绝缘变压器
气体绝缘变压器是一种利用气体作为绝缘介质的变压器，通常采用SF6气体作为绝缘介质。这种变压器具有体积小、重量轻、 散热性能好等优点，广泛应用于电力系统的高压变压器和互感器等场合。
电离与激发
在强电场的作用下，气体分子可能被 电离或激发，形成导电的离子或电子 ，但这个过程相对缓慢，因此气体具 有较好的绝缘性能。
气体绝缘介质
高电压技术-绪论
本节内容：
➢1.1.1 带电质点的产生 ➢1.1.2 带电质点的消失 ➢1.1.3 电子崩与汤逊理论 ➢1.1.4 巴申定律与适用范围 ➢1.1.5 不均匀电场中的气体放电
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第一节 气体放电的基本物理过程
一、带电粒子在气体中的运动 （一）自由行程长度
当气体中存在电场时， 粒子进行热运动和沿 电场定向运动（如图 1-1所示）
应该指出：在气体放电中，能导致气体光电离 的光源不仅有外界的高能辐射线，而且还可能是气 体放电本身，例如后面将要介绍的带电粒子复合的 过程中，就会放出辐射能而引起新的光电离。
（二）热电离 常温下，气体分子发生热电离的概率极小。 气体中发生电离的分子数与总分子数的比值m称为
该气体的电离度。 下图为空气的电离度m与温度T的关系：
表1-1列出了某些常见气体的激励能和电离能之
值，通常一电子伏 (eV) 表示由于电子电荷qe 恒
等于 1.61019C ，所以有时也可采用激励电
位 Ue (V) 和电离电位 Ui (V) 来代替激励能和电 离能，以便在计算中排除 qe 值。
表 1-1
某些气体的激励能和电离能
气体 激励能We (eV) 电离能Wi (eV) 气体 激励能We (eV) 电离能Wi (eV)
E
图1-1
第一节 气体放电自由行程的长度 基本物理过程
一、带电粒子在气体中的运动
（一）自由行程长度
各种粒子在气体中运动时不
断地互相碰撞，任一粒子在
E
1cm的行程中所遭遇的碰撞次
数与气体分子的半径和密度有
关。
单位行程中的碰撞次数Z的倒数λ即为该粒子的 平均自由形成长度。
实际的自由形成长度是随即量，并有很大的分 散性，粒子的平均自由形成长度等于或大于某一 距离x的概率为
固态继电器基础知识单选题100道及答案解析
固态继电器基础知识单选题100道及答案解析1. 固态继电器的主要优点是（）A. 无触点、寿命长B. 价格便宜C. 体积大D. 灵敏度低答案：A解析：固态继电器无触点，因此寿命长，这是其主要优点。
2. 固态继电器是一种（）A. 电磁式继电器B. 机械式继电器C. 半导体器件D. 电感元件答案：C解析：固态继电器是由半导体器件组成的。
3. 固态继电器的输入控制信号通常是（）A. 交流电压B. 直流电压C. 交流电流D. 直流电流答案：B解析：固态继电器的输入控制信号一般是直流电压。
4. 以下哪种不是固态继电器的输出形式（）A. 交流输出B. 直流输出C. 脉冲输出D. 电阻输出答案：D解析：固态继电器常见的输出形式有交流输出、直流输出和脉冲输出，没有电阻输出。
5. 固态继电器的响应速度（）A. 慢B. 快C. 适中D. 不确定答案：B解析：固态继电器的响应速度很快。
6. 固态继电器的控制电流一般（）A. 较大B. 较小C. 中等D. 随机答案：B解析：固态继电器的控制电流通常较小。
7. 固态继电器的绝缘电阻通常（）A. 高B. 低C. 适中D. 不确定答案：A解析：固态继电器的绝缘电阻一般较高。
8. 固态继电器的工作温度范围（）A. 窄B. 宽C. 适中D. 不确定答案：B解析：其工作温度范围较宽。
9. 固态继电器在电路中的作用主要是（）A. 放大信号B. 存储电能C. 控制电路通断D. 滤波答案：C解析：主要用于控制电路的通断。
10. 固态继电器与电磁继电器相比，（）A. 噪声大B. 有触点C. 可靠性低D. 无触点答案：D解析：固态继电器无触点，电磁继电器有触点。
11. 固态继电器的导通压降（）A. 大B. 小C. 零D. 不确定答案：A解析：固态继电器导通时存在一定的压降，通常较大。
12. 以下对固态继电器描述错误的是（）A. 抗干扰能力强B. 寿命短C. 无火花D. 切换速度快答案：B解析：固态继电器寿命长，不是短。
电介质和磁介质的比较
物本1102班201109110118 梁秀杰一、电介质和磁介质的定义电介质定义：能够被电极化的介质。
在特定的频带内，时变电场在其内给定方向产生的传导电流密度分矢量值远小于在此方向的位移电流密度的分矢量值。
在正弦条件下，各向同性的电介质满足下列关系式：式中是电导率，是电常数，是角频率，是实相对电常数。
各向异性介质可能仅在某些方向是介电的。
电介质包括气态、液态和固态等范围广泛的物质。
固态电介质包括晶态电介质和非晶态电介质两大类，后者包括玻璃、树脂和高分子聚合物等，是良好的绝缘材料。
凡在外电场作用下产生宏观上不等于零的电偶极矩，因而形成宏观束缚电荷的现象称为电极化，能产生电极化现象的物质统称为电介质。
电介质的电阻率一般都很高，被称为绝缘体。
有些电介质的电阻率并不很高，不能称为绝缘体，但由于能发生极化过程，也归入电介质。
通常情形下电介质中的正、负电荷互相抵消，宏观上不表现出电性，但在外电场作用下可产生如下3种类型的变化：①原子核外的电子云分布产生畸变，从而产生不等于零的电偶极矩，称为畸变极化；②原来正、负电中心重合的分子，在外电场作用下正、负电中心彼此分离，称为位移极化；③具有固有电偶极矩的分子原来的取向是混乱的，宏观上电偶极矩总和等于零，在外电场作用下，各个电偶极子趋向于一致的排列，从而宏观电偶极矩不等于零，称为转向极化。
磁介质定义：由于磁场和事物之间的相互作用，使实物物质处于一种特殊状态，从而改变原来磁场的分布。
这种在磁场作用下，其内部状态发生变化，并反过来影响磁场存在或分布的物质，称为磁介质引。
磁介质在磁场作用下内部状态的变化叫做磁化。
真空也是一种磁介质。
磁场强度与磁通密度间的关系决定于所在之处磁介质的性质。
这种性质来源于物质内分子、原子和电子的性状及其相互作用，有关理论属于固体物理学的重要内容。
在磁场作用下表现出磁性的物质。
物质在外磁场作用下表现出磁性的现象称为磁化。
所有物质都能磁化，故都是磁介质。
《电磁场理论》2.4 电介质的极化
± ± ±
(a )
1
2.电介质的极化
定义：这种在外电场作用下，电介质中出现有序排列的 电偶极子，表面上出现束缚电荷的现象，称为电介质的 极化。
(1)无极分子的极化：位移极化
外加电场 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± (a ) － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ (b ) － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ 外加电场
QP P dV
V
S
dS P
S
( P)dV P ndS
V
01:55
P ndS P ndS 0
S S
7
3)当极化强度 P 为常数时，称为均匀极化。均匀极化时介 质内部不出现体极化电荷，极化电荷只会出现在介质表面 上。均匀介质一般有 P 为常数，而真空中有 P 0 。 4)若极化媒质内存在自由电荷，则在自由电荷处一般存在 极化电荷。 5)两种介质分界面上的极化电荷
R
V
dV
1 4 0
P
S
R
dS
6
(r )
1 4 0
P
R
V
dV
1 4 0
P
S
R
dS
计算介质极化后所产生的电位： 1)将电介质从所研究的区域取走， 2)计算 P和 P ， 3)按计算自由电荷的电场的方法来计算极化电荷的电场。 说明： 1)极化电荷不能自由运动，也称为束缚电荷； 2)由电荷守恒定律，电介质内的总极化电荷为零；
Pn S R dS ]
常用绝缘材料的电性能
常用绝缘材料的电性能1.介电常数介电常数是绝缘材料表征其存储能力的重要参数。
它是绝缘材料中电场与介质中本身极化所产生的电场之比。
介质的介电常数一般大于真空介电常数1，在绝缘应用中，常用绝缘材料的介电常数通常在2到15之间。
较高的介电常数意味着绝缘材料可以存储更多的电荷，具有较高的电容性能。
在常用绝缘材料中，空气的介电常数接近于真空的介电常数，约为1、聚乙烯的介电常数约为2.2，聚氯乙烯的介电常数约为3，聚酰亚胺的介电常数约为3.4，云母的介电常数约为6-7，而玻璃的介电常数较高，通常达到9-112.介质损耗角正切介质损耗角正切是绝缘材料中电能转换为热能损耗的参数。
它与介质的损耗性能密切相关。
较低的损耗角正切表示绝缘材料更能有效地存储电能而不产生大量的热能损耗。
在常用绝缘材料中，空气和聚乙烯的损耗角正切非常低，常常小于0.0001、而聚氯乙烯的损耗角正切较高，一般在0.01左右。
聚酰亚胺的损耗角正切约为0.006，云母的损耗角正切为0.002-0.007，玻璃的损耗角正切在0.001-0.01范围内。
3.绝缘电阻绝缘电阻是衡量绝缘材料导电性能的参数。
它表示绝缘材料对电流的阻碍能力，越高则表示绝缘材料的导电性能越差。
常见绝缘材料的绝缘电阻在不同条件下可能有所不同。
例如，在标准温度和湿度条件下，聚氯乙烯的绝缘电阻通常在10^12 Ω·cm以上，聚酰亚胺的绝缘电阻可达10^14 Ω·cm，而云母的绝缘电阻通常在10^12-10^15 Ω·cm范围内。
4.耐电压耐电压是指绝缘材料能够承受的最大电压，它衡量了绝缘材料对电压的耐受能力。
高耐电压意味着绝缘材料能在高电场强度下仍能保持绝缘状态。
综上所述，介电常数、介质损耗角正切、绝缘电阻和耐电压是常用绝缘材料的主要电性能指标。
不同绝缘材料在这些指标上存在差异，需根据具体应用需求选择合适的材料。
固体材料的电磁特性
固体材料的电磁特性电磁特性是指物质对电磁场的响应能力，它涉及到材料的电导率、介电常数、磁导率等物理量。
固体材料的电磁特性对于诸多领域，如电子器件、通信技术、能源传输等具有重要意义。
在本文中，我们将探讨固体材料的电导率、介电常数和磁导率对它们的电磁特性的影响。
电导率是固体材料导电能力的度量，其大小与材料内电子的自由度有关。
导电性强的材料具有较高的电导率，而对于导电性较差或绝缘性的材料，电导率较低。
例如，金属常常具有很高的电导率，因为金属中的自由电子能够在电场作用下流动；而绝缘体的电导率非常低，因为绝缘体中几乎没有自由电子可供导电。
导电率的大小直接影响着材料的电阻和电流传输的效率。
介电常数是固体材料对电场的响应程度的度量，它描述了材料在电场中的极化程度。
介电常数大的材料在电场中会产生更强的极化效应。
对于介质而言，介电常数通常是一个复数，包括实部和虚部。
实部表示介质的电容性，虚部描述了材料对电磁波的吸收程度。
对于电子器件中的电介质材料来说，介电常数的大小直接影响着其在电场中的性能。
例如，高介电常数的材料可以用于制造电容器，而在高频通信中，较低介电常数的材料可以减少信号的衰减。
磁导率是固体材料对磁场的响应程度的度量，类似于介电常数，它也包括实部和虚部。
磁导率大的材料对磁场的响应更强，而磁导率小的材料对磁场的响应较弱。
在磁性材料中，磁导率与磁化强度密切相关。
磁导率的大小对于电磁器件的设计和性能具有重要的影响。
例如在电感元件中，材料的磁导率决定了电感的大小和电流的传输效果。
除了上述三个主要的电磁特性外，其他一些特性也对固体材料的电磁性能有一定的影响。
比如漏电现象，它指的是电子在材料中发生散射和跃迁过程中的电流损耗，导致电磁波在材料中传输效果不佳。
除了影响材料的导电性能外，漏电现象还会导致信号的衰减和能量的损失。
此外，晶体结构的排列和磁矩的分布也会影响固体材料的电磁特性。
总的来说，固体材料的电磁特性是由其电导率、介电常数和磁导率等因素共同决定的。
固态电容和固态电池
固态电容和固态电池
首先，让我们来谈谈固态电容。
固态电容是一种能够存储和释放电荷的电子器件，它由两个导体之间的绝缘材料（即电介质）组成。
与传统的电解电容不同，固态电容不含液体电解质，而是利用高表面积的纳米结构材料来存储电荷。
这种结构使得固态电容具有快速充放电、长周期寿命和高能量密度的优点。
固态电容通常用于电子设备中的能量存储和电路滤波等应用，还可以用于电动汽车和可再生能源系统中作为辅助能量储备。
接下来，我们来看看固态电池。
固态电池是一种能够将化学能转化为电能的器件，它不像传统的液态电池那样含有液态电解质，而是使用固态电解质来实现离子传输。
这种设计使得固态电池具有更高的安全性和稳定性，同时具有更高的能量密度和更长的循环寿命。
固态电池被广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、无人机和储能系统等领域。
总的来说，固态电容和固态电池都是基于固态材料的新型电子器件，它们在能量存储和释放方面具有独特的优势。
固态电容适用于快速充放电和长寿命的能量存储需求，而固态电池则适用于需要
高安全性和稳定性的能量转化和存储应用。
随着固态电子器件技术的不断发展，这两种器件都有望在未来的能源领域发挥重要作用。
绝缘材料
六、环氧树脂
（一）概念 环氧树脂是泛指含有两个或两个以上环氧基，以 脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并 能通过环氧基团反应形成有用的热固性产物的高 分子低聚体。分类为：环氧化聚烯烃、过醋酸环 氧树脂、环氧烯烃聚合物、环氧氯丙烷树脂、双 酚A树脂、环氧氯丙烷一双酚A缩聚物、双环氧氯 丙烷树脂以及2，2一双(对羟苯基)丙烷二缩水甘 油醚。
五、液体绝缘
2.分类 （1）液体绝缘材料可按其极性分为弱极性、非极 性、极性、强极性等几类。 ①弱极性和非极性液体绝缘材料（以矿物油为代 表）的固有电偶极矩小，相对介电常数εb约为2.2， 接近于折射率n的平方(εb≈n2)。 ②极性液体绝缘材料的固有电偶极矩大，故εb较 大，一般为3～7。 ③强极性液体绝缘材料的εb更大。由于存在较大 的本征离子电导,且易吸附杂质,故γ和tgδ较大。 （2）液体绝缘材料按材料来源可分为矿物绝缘油、 合成绝缘油和植物油 3大类 。
三、气体绝缘材料
（一）空气 空气一般指你生存的大气层的底部由气体和粉尘 组成的、肉眼看不到的、无色无味的许多物质组 成的整体的统称。 常态下空气的击穿强度约30kV/cm，在不均匀电 场下，其击穿强度下降，起始电晕场强为4kV/cm。 当气体的压力增大时，压缩空气的击穿电压明显 升高。当气体压力降至10－3～10－5Pa的高真空状 态时，即成为真空间隙绝缘。 （二）SF6气体
四、固体绝缘
用以隔绝不同导电体的固体。一般还要求固体绝 缘材料兼具支撑作用。与、相比,固体绝缘材料由 于密度较高,因而击穿强度也高得多，这对减少绝 缘厚度有重要意义。固体绝缘材料的绝缘电阻、 介电常数和的变化范围很广泛。例如聚四氟乙烯 的绝缘电阻可以高达10MΩ，因而可以防止泄漏 电流过大，而其相对介电常数很低仅2.0，使绝缘 的电容量变得很小；与此对应，高介电陶瓷具有 特高相对介电常数，达几千。因此可以根据不同 要求加以选用。
第二章_液体、固体电介质的电气性能
对串、并联电路，有：P1=P2
CP
CS
1tg2
一般tgδ＜＜1，即tg2δ 0,
所以CP≈CS=C,则 P=P1=P2=U2ωCtgδ
4.电介质的损耗及其影响因素 影响电介质损耗的因素主要有温度、频率和电
压。不同的电介质所具有的损耗形式不同，从而温 度、频率和电压对电介质损耗的影响也不同。 5.介质损耗在工程实际中的应用
固体电介质的表面电导主要由表面吸附的水分
和污物引起，介质表面干燥、清洁时电导很小。介
质吸附水分的能力与自身结构有关。 有亲水性介质
和憎水性介质。
所以，介质的绝缘电阻实际上是体积电阻和表
面电阻两者的并联值
R RV RS RV RS
RS---表面泄漏电阻
RV---体积泄漏电阻
5.影响电介质电导的主要因素
IEC规定的电工绝缘材料的耐热等级（最高持续温度）：
Y（O） A
E
B
F
H
C
90 105 120 130 155 180 220℃
如果材料使用温度超过上述规定，绝缘材料 就将迅速老化，寿命大大缩短。实验表明，对A级 绝缘，温度每增加8℃，则寿命缩短一半左右，这 通常称为热老化的8℃原则。对B级和H级绝缘材料 而言，当温度每升高10℃和12℃时，寿命也将缩 短一半。
1.介电常数
组合绝缘的相对介电 常数ε为
S
(1 x) x S
x
s --固体电介质的相对介电常数
x --浸渍介质的相对介电常数
2.介质损耗
组合绝缘的组合绝缘的总介质损失角正切为
tg1(t1g xS xS )x 1(t1g xxxS )x
tg S --固体电介质的介质损失角正切
浅述GIS在城市变电站中的应用
浅述GIS在城市变电站中的应用作者：方辉石伟何春光来源：《科技创新导报》 2011年第20期方辉石伟何春光(安徽宿州供电公司安徽宿州 234000)摘要:GIS是把整个变电站的设备(除变压器外)全部封闭在一个接地的金属外壳内,壳内充以0.3～0.4Mpa的SF6气体,保证对地、相间以及断口间的可靠绝缘。
本文从GIS设备的结构特性和使用优缺点出发,浅要叙述了GIS在城市变电站的应用。
关键词:GIS 绝缘变电站应用中图分类号:TM1 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)07(b)-0127-011 GIS绝缘结构特性1.1 GIS的内部结构GIS有单相封闭式和三相封闭式两种结构,三相封闭式比单相封闭式的总体尺寸小、部件少、安装周期短,但额定电压高时制造比较困难。
GIS中的绝缘气体通常采用SF6气体或SF6混合气体(SF6/N2、SF6/CO2等)。
SF6气体本身无毒,但其分解物有毒,对材料有腐蚀作用,因此必须采取措施,以保证人身和设备的安全可靠。
1.2 GIS中常见的三种放电形式会引起SF6气体分解,这三种放电形式是大功率电弧放电、火花放电、电晕或局部放电。
SF6主要放电生成物有:SF4、SOF2、SO2F2、SO2、S2F10和粉末固体生成物,这些分解物均是有毒的,有的如S2F10则是剧毒。
气态分解物的主要破坏作用在于对固体材料的腐蚀,而固态生成物落在绝缘支撑表面而又吸收气体中的水分时,会使闪络电压下降。
水分是SF6气体中危害最大的杂质,SF6气体中水分造成的危害一方面是高温下发生化学反应产生HF等腐蚀性的剧毒物,另一方面使绝缘件表面出现凝露降低绝缘性能,产生放电。
固体绝缘介质表面吸附水膜时会使沿面电压分布不均匀,因而使闪络电压低于纯空气间隙的击穿电压,介质表面粗糙,也会使电场分布畸变,从而使闪络电压降低,在高气压时易发生凝露现象,表现更为明显。
2 GIS在变电站中使用的优点GIS的显著特点是集成化、小型化、美观化和省力化。
变压器绝缘材料
变压器绝缘材料在电力系统中，变压器是一种非常重要的设备，它用于将电能从一个电路传输到另一个电路，通过改变电压实现电能的升降。
而作为变压器的核心组件之一，绝缘材料在变压器的安全可靠运行中起到了至关重要的作用。
本文将介绍变压器绝缘材料的种类、特性以及其在变压器中的应用。
一、绝缘材料的种类常见的变压器绝缘材料主要包括固体绝缘材料和液体绝缘材料两大类。
1. 固体绝缘材料固体绝缘材料是指在常温下呈固态的绝缘材料，如石棉纸、木质材料、橡胶等。
这类绝缘材料具有良好的电绝缘性能和机械强度，能有效隔离导体，防止电气事故发生。
（1）石棉纸石棉纸是一种常见的绝缘材料，在变压器中被广泛应用。
它由石棉纤维和有机纤维混制而成，具有优秀的绝缘性能、耐高温性和耐化学腐蚀性。
石棉纸的应用可以有效减小变压器中的电介质损耗，提高变压器的工作效率。
（2）木质材料木质材料，如木板、木质纤维板等，也是常见的绝缘材料。
它们具有良好的电绝缘性能、机械强度和耐热性，广泛应用于变压器的固定和隔离件。
（3）橡胶橡胶是一种弹性材料，具有较好的绝缘性能和耐热性，常用于变压器中的密封件和绝缘垫片等。
2. 液体绝缘材料液体绝缘材料是指在常温下以液态存在的绝缘材料，如绝缘油。
绝缘油是一种特殊的绝缘材料，可以在变压器中起到绝缘和散热的双重作用。
二、绝缘材料的特性绝缘材料需要具备以下特性，以确保变压器的安全运行：1. 电绝缘性能绝缘材料必须具有良好的电绝缘性能，即能够有效隔离导体，防止漏电和击穿现象的发生。
2. 耐热性绝缘材料需要具备一定的耐热性能，能够在变压器中长时间承受高温的作用而不发生熔化或破损。
3. 机械强度绝缘材料应具有足够的机械强度，能够承受变压器运行中的振动和机械冲击，保持稳定的绝缘性能。
4. 耐化学腐蚀性绝缘材料需要具备一定的耐化学腐蚀性，能够抵御变压器中可能存在的腐蚀性物质对其造成的损害。
三、绝缘材料在变压器中的应用绝缘材料在变压器中有多种应用，主要包括：1. 绝缘垫片绝缘垫片通常由橡胶、石棉纸等材料制成，用于变压器的绝缘填充和固定，防止电气接触和电弧发生。
绝缘材料的分类
绝缘材料的分类绝缘材料是一种用于阻止电流流动的材料，它在电气设备和电子元件中起着至关重要的作用。
根据其化学成分和物理性质的不同，绝缘材料可以被分为多种类型。
在本文中，我们将对绝缘材料的分类进行详细介绍，以便读者更好地了解绝缘材料的特性和应用。
一、根据化学成分分类。
1. 有机绝缘材料。
有机绝缘材料是指由天然或合成的有机化合物制成的绝缘材料。
这类材料通常具有良好的柔韧性和加工性能，适用于制造电线电缆、绝缘胶带等产品。
常见的有机绝缘材料包括橡胶、塑料、树脂等。
2. 无机绝缘材料。
无机绝缘材料是指由无机化合物制成的绝缘材料。
这类材料通常具有较高的耐热性和耐腐蚀性，适用于高温高压环境下的电气设备。
常见的无机绝缘材料包括玻璃、陶瓷、石棉等。
二、根据物理性质分类。
1. 固体绝缘材料。
固体绝缘材料是指在常温下呈固态的绝缘材料。
这类材料通常具有较高的机械强度和绝缘性能，适用于各种电气设备和电子元件的绝缘部件。
常见的固体绝缘材料包括树脂、陶瓷、玻璃纤维等。
2. 液体绝缘材料。
液体绝缘材料是指在常温下呈液态的绝缘材料。
这类材料通常具有良好的渗透性和自愈性能，适用于浸渍绝缘和灌封绝缘等特殊工艺。
常见的液体绝缘材料包括绝缘油、绝缘树脂等。
三、根据用途分类。
1. 电气绝缘材料。
电气绝缘材料是指用于电气设备和电子元件的绝缘材料。
这类材料通常具有良好的电绝缘性能和耐电压能力，能够有效阻止电流的流动。
常见的电气绝缘材料包括绝缘胶带、绝缘纸、绝缘漆等。
2. 动力绝缘材料。
动力绝缘材料是指用于动力设备和高压设备的绝缘材料。
这类材料通常具有较高的耐热性和耐压能力，能够有效阻止电场的产生和传播。
常见的动力绝缘材料包括绝缘子、绝缘套管、绝缘垫等。
综上所述，绝缘材料根据其化学成分、物理性质和用途的不同可以被分为多种类型。
不同类型的绝缘材料在电气设备和电子元件中具有各自独特的应用价值，为保障设备的安全稳定运行起着至关重要的作用。
希望本文的介绍能够帮助读者更好地了解绝缘材料的分类和特性，为相关领域的研究和应用提供参考。
固态电解质 功能材料
固态电解质功能材料
固态电解质作为功能材料在电池技术中发挥着至关重要的作用，尤其是在固态电池领域。
其主要功能和特性包括：
1. 离子传导性：固态电解质的核心功能是作为锂离子或其他离子在正负极之间移动的通道，即具备良好的离子导电性，允许离子在不依赖于液态介质的情况下进行高效传输。
2. 电子绝缘性：与传统的液体电解质不同，优质的固态电解质应具有良好的电子绝缘性能，防止电子直接通过电解质从负极流向正极，确保只有离子可以在电池内部传递能量，从而维持电池的基本工作原理——氧化还原反应。
3. 稳定性：固态电解质需要在较宽的工作温度范围内保持稳定，并且与电池中的正负极材料兼容，不易发生化学反应或相变，以保证长期循环的稳定性及安全性能。
4. 机械强度：固体形态赋予了电解质较高的机械强度和更好的抗压、耐冲击性能，能够减少由于短路引起的热失控风险，提高电池的安全性。
5. 界面接触：良好的固-固界面接触是实现高功率密度和长寿命固态电池的关键，固态电解质需能形成稳定的界面与电极接触，降低界面阻抗，促进离子的有效传输。
如需更多固态电解质功能材料相关的信息，可以查阅材料科学或电
化学领域的专业书籍，以获取更全面和准确的内容。
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• 通常规定加压后15秒和60秒时读得的绝缘 电阻之比为其吸收比，即 K=R60’’/R15’’.
当K ≥ 1.3时（有些试品要求K ≥ 1.5时 ）， 认为绝缘未受潮。
吸收比测量就是检验绝缘体的等效电阻和 电容的相对关系有无异常，以判断绝缘状 况的优劣。
三 泄漏电流的测量
测量绝缘电阻的另一种方式。将大于、等于 10千伏的整流高压电源接到绝缘体上，用微 安表测量流经绝缘结构的泄漏电流，以判断 绝缘电阻的大小。与摇表不同的是，此种方 法施加电压较高，可以发现一些尚未完全贯 通的集中性缺陷。
• 二 吸收比测量
固体绝缘介质在直流电压下存
在吸收现象，测量吸收比就是 利用吸收现象来检查绝缘是否 整体受潮、开裂等情况.在理论 分析中，常把绝缘结构看成一 个RC并联的等值电路(图1a)。 但许多设备的绝缘都是多层的， 每层的RC值不可能相同。为了 便于分析，常用双层介质的等 值电路（外工程实际中应用高电压绝缘理 论、高电压试验技术、过电压防护技术的现 状，为将来从事科研、生产工作打下一定的 基础。 2.掌握测量固体介质绝缘电阻、吸收比、泄 漏电流及介质损失角正切tg δ的原理及方法。 3.练习根据测试结果综合分析固体绝缘介质 的绝缘状况。
前沿
• 电工设备中的绝缘缺陷，有的是先天性的， 是在制造过程中由于材料、工艺等原因潜 伏下来的；有的是后天性的，是在运行过 程中由于电应力、机械应力、大气影响 （如光照、潮湿、脏污影响）、温度、化 学等因素造成的。只有及早发现这些缺陷， 及时进行维护与检修，才能保证设备安全 运行。
• 测量电路示意图如下所示，电路中，交流 电源经调压器T1、变压器T2升压、硅堆D整 流、电容C滤波后成为高压直流。限流电阻 Rp用于保护硅堆和变压器，静电电压表V用 于测量直流高压，微安表G用于测量被测试
品的泄漏电流。当试品电容较大时滤波电 容C可以省略，微安表G带有屏蔽以减小测 量误差。
四 介质损耗角正切值(tg δ)的测量
从图1可以看出,刚合K时,电流 表指示的主要是电容的充电电 流，必须等电容充满电，电流 表指示的才是决定于绝缘电阻 的泄漏电流。从合闸开始到稳 定，电流是随时间衰减的，称 做吸收现象，即绝缘电阻是随 时间增大，最后到达稳定值。 到达稳定时间的长短,决定于时 间常数RC或 R1R2(C1+C2)/(C1+R2)。
绝缘缺陷的分类及影响
大致分为两类：
1.集中性的或局部性的缺陷，如内部的气隙、 局部的开裂、磨损、受潮等; 2.布性的缺陷或整体绝缘性能的降低,如固体 绝缘介质的整体受潮、劣化变质等。
绝缘内部有了这两类缺陷，其特性都会或 多或少发生变化，必须用合适的试验方法及 测量仪器,把这些变化或差异正确、灵敏地测 量出来,从而对绝缘状态作出恰当判断。
试验方法
• 绝缘电阻测量 • 吸收比测量 • 泄漏电流的测量 • 介质损耗角正切值(tg δ)的测量
试验内容
• 一 绝缘电阻测量
固体绝缘介质的绝缘电阻大。但如果绝缘受潮、表面
脏污或劣化变质，绝缘电阻都会剧烈下降；如有贯穿 性裂缝或击穿通道，绝缘电阻将降到零。
我们使用兆欧表测量试品的绝缘电阻，额定电压1KV 以上常用2.5KV兆欧表，1KV一下常用1KV兆欧表，如 下图。用摇表测绝缘电阻是最简单的检查方法，通常 将设备的数据与出厂前数据比较，或把同一设备的每 相分别测得的数据进行比较，以此判定绝缘电阻是否 有差异。
测量介质损失角正切值tgδ可以用一套M-8000 型变频介质测试仪，它是自动化程度更高、 操作更加简便的测试仪器。
如下图是M-8000型变频介质测试仪的原理电 路图。
• 绝缘材料或结构在交流电压作用下 有能量损耗。这种损耗称为介质损 耗。它包括电导损耗、极化损耗和 气隙中放电引起的损耗。在交流电 压作用下,流过介质的电流由两部 分组成:电容电流分量；有功电流 分量(右图)。介质损耗角正切值通 常很小，δ小，tgδ也小。介质中的 功率损耗P为利用此式可求得绝缘 结构的功率损耗。式中 U与绝缘厚 度有关系,与绝缘面积有关系,所以 U标志绝缘的体积；tgδ代表单位体 积中的损耗,它反映材料的性质。