電介質的電氣性能（二）1四、電介質的電導特性電介質的電導討論電介質電導的意義2氣體離子的濃度約為500~1000對/cm3

氣體電介質的電導電介質的電導3電導構成：離子電導、電泳電導

非極性電介質的電導率1018Ω?cm

弱極性電介質的電導率1015Ω?cm

極性電介質的電導率1010Ω?cm~1012Ω?cm，由于損耗太大，實際上不使用

強極性如水、乙醇等實際上已是離子性導電液，不能用作絕緣材料離子性電導隨溫度的升高而增加液體電介質的電導5分成三個區域區域1：液體電介質的電導在電場比較小的情況下，遵循歐姆定律區域2：隨著場強的增大，與氣體相似，有一平坦區域

區域3：場強繼續增大超過某一極限，因Shottky效應電極發射電子引起電流激增，最終擊穿液體電介質中電壓－電流特性6產生固體電介質電導的機理和規律和液體類似，只是沒有電泳電導對于離子性電介質，電導的大小和離子本身的性質有關

單價小離子（Li+,Na+,K+）束縛弱，易形成電流，因而含單價小離子的固體電介質的電導較大固體電介質的電導除了和微觀結構有關外，還和材料的宏觀結構有關

纖維性材料或多孔性材料因易吸水，一般電阻率較小固體電介質的電導7分三個區域

區域1：符合歐姆定律，也稱低場強領域區域2：電流隨場強非線性增加區域3：出現破壞先導電流區域2、3也稱高場強領域。和液體、氣體不同，固體中的電壓－電流特性沒有飽和狀態

固體電介質的電壓－電流特性9固體介質的表面電導固體介質除了體積電阻外，還存在表面電導。干燥清潔的固體介質的表面電導很小，表面電導主要由表面吸附的水分和污物引起。介質吸附水分的能力與自身結構有關，所以介質表面電導也是介質本身固有的性質10絕緣預防性試驗的理論依據，

預防性試驗時，利用絕緣電阻、泄漏電流及吸收比判斷設備的絕緣狀況直流電壓下分層絕緣時，各層電壓分布與電阻成正比，選擇合適的電阻率，實現各層之間的合理分壓注意環境濕度對固體介質表面電阻的影響，注意親水性材料的表面防水處理討論電導的意義11(一)介質損失角正切介質的能量損耗：電導引起的損耗周期性極化引起的損耗

直流——電導損耗——R、G交流——電導和極化損耗——介質損耗

介質損耗定義：介質在交流電壓下的有功功率損耗13對同類試品絕緣電介質的等效電路電介質中的電流和電壓矢量14定義為介質損失角，是功率因數角的余角介質損失角正切值tg

，如同r

一樣，取決于材料的特性，而與材料尺寸無關，可以方便地表示介質的品質15串聯等值電路17（二）工程介質的介質損耗當電場強度小于使氣體分子電離所需的值時，氣體介質中的損耗極小（tg<10-8），工程中可以略去不計。所以常用氣體（如空氣，N2；CO2，SF6等）作為標準電容器的介質當外施電壓U超過起始放電電壓U0時，將發生局部放電，損耗急劇增加氣體電介質中的損耗18中性液體固體電介質中的損耗主要由漏導決定介質損耗與溫度、電場強度等因素的關系決定于電導與這些因素之間的關系液體電介質中的損耗中性液體或中性固體電介質的tg與溫度的關系示意圖中性液體或中性固體電介質的tg與電場的關系示意圖19中性介質如石蠟、聚苯乙烯等，其損耗主要由電導引起，通常很小，在高頻下也可使用極性的纖維材料（紙、纖維板等）和含有極性基的有機材料（聚氯乙烯、有機玻璃、酚醛樹脂、硬橡膠等），tg

值較大，高頻下更為嚴重。與溫度、頻率的關系與極性液體相似固體電介質中的損耗21離子式結構的介質，其tg

與結構特性有關結構緊密的不含雜質的離子晶體，如云母，其tg

主要是由電導引起，tg

極小，且云母的電氣強度高，耐熱性能好，耐局部放電性能也好，故云母是優良的絕緣材料，在高頻下也可使用結構不緊密的離子結構中，有極化損耗，故介質的tg

較大，玻璃、陶瓷屬此類，但隨成分和結構的不同，tg

相差懸殊22不均勻結構的電介質

如：電機絕緣中用的云母制品（是云母和紙或布以及環氧樹酯所組合的復合介質）和油浸紙、膠紙絕緣等。不均勻結構的電介質的tg取決于其中各成分的性能和數量間的比例峰值可能由紙極化損耗引起峰值可能由復合膠極化損耗引起232、與溫度和頻率有復雜的關系3、與試驗電壓的關系當所加試驗電壓足以使絕緣中的氣泡游離或足以使絕緣產生電暈或局部放電等情況時，tg的值將隨試驗電壓的升高而迅速增大因此，測定tg所用的電壓，最好接近于被試品的正常工作電壓，所加電壓過低不易發現絕緣中的缺陷；而過高則容易對絕緣造成不必要的損傷25（三）討論介質損耗的意義設計絕緣結構時，應注意到絕緣材料的tg

值。若tg

過大會引起嚴重發熱，使材料劣化，甚至可能導致熱擊穿用于沖擊測量的連接電纜，其tg

必須要小，否則沖擊電壓波在其中傳播時將發生畸變，影響測量精度在絕緣試驗中，tg

的測量是一項基本測試項目。當絕緣受潮劣化或含有雜質時，tg

將顯著增加，絕緣內部是否存在局部放電，