一、電介質(zhì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)
電介質(zhì)：能在其中持久建立電場(chǎng)的物質(zhì)
物質(zhì)性質(zhì)與其微雞肉結(jié)構(gòu)直接相關(guān)
1．形成分子和聚集態(tài)的各種鍵
分子：原子或離子組成，氣、液、固三種由原子、離子或分子組成。
鍵——質(zhì)點(diǎn)間的結(jié)合方式
化學(xué)鍵：高子鍵，共價(jià)鍵，分子由相鄰原子間的結(jié)合力（相互吸收作用）
分子鍵：分子間的結(jié)合力
高電壓領(lǐng)域理論基礎(chǔ)——電介質(zhì)與放電理論高電壓是基礎(chǔ)課
2．電介質(zhì)分類(lèi)
（1）非極性及弱極性電介質(zhì)
非極性電介質(zhì)——由非極性分子組成，分子由共價(jià)鍵結(jié)合
弱極性電介質(zhì)——存在分子異構(gòu)或支鏈，多少有些極性。
（2）偶極性電介質(zhì)——由極性分子組成，聚氯乙烯
（3）離子性電介質(zhì)：只固體形式，無(wú)個(gè)別分子——晶體和無(wú)定形體兩類(lèi)
晶體——云母，電瓷 無(wú)定形體——石英
二、電介質(zhì)的極化及相對(duì)介電常數(shù)
1．極化的基本類(lèi)型
真空中電容量為co，攝入固體介質(zhì)，容量變?yōu)椋?相對(duì)介電常數(shù)，盡量增大原因——介質(zhì)極化現(xiàn)象。
由介質(zhì)極化形式：
（1） 電子位移極化
介質(zhì)中的原子，分子或離子中的電子在外電場(chǎng)作用下，電子軌道相對(duì)于原子核發(fā)生位移，從而產(chǎn)生感應(yīng)電短的過(guò)程。
特點(diǎn)：存在于一切介質(zhì)中，極化時(shí)間短，極化程度取決于e，，與電源頻率f無(wú)關(guān)，極化是彈性的，無(wú)能量損耗，去掉外電場(chǎng)，極化可立即恢復(fù)。
（2）位移極化
離子結(jié)合成的電介質(zhì)，外電場(chǎng)作用使正、負(fù)離子產(chǎn)生微小位移，平均具有電場(chǎng)方向的偶極矩，這種極化時(shí)間極短，極人程度與電源頻率f無(wú)關(guān)，有正的溫度系數(shù)。
（2） 轉(zhuǎn)向極化（偶極豫極化或取向極化）
極性介質(zhì)，單個(gè)分子子具有偶極矩，無(wú)外電場(chǎng)，對(duì)外平均不具有偶極矩，外電場(chǎng)作用下，取向極化率增加，對(duì)外具有了偶極矩，存在于偶極性介南中，非彈性的，轉(zhuǎn)向需克服相互間作用面做功，消耗能量，復(fù)原時(shí)不可能收回，極化時(shí)間長(zhǎng)，與f有關(guān)頻率較高時(shí)，轉(zhuǎn)向極化跟不上電場(chǎng)變化，極化率減小。
溫度防礙
（4）夾層介質(zhì)界面極化
上述3種帶電質(zhì)點(diǎn)的彈性位移或轉(zhuǎn)向形成本：帶點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)形式。實(shí)際——多層電提質(zhì)絕緣結(jié)構(gòu)如雙層介質(zhì)表面電荷爾蒙不重新分配。
實(shí)際上，往往電荷重新分配，兩層介質(zhì)交界處會(huì)積累電荷，故稱夾層介質(zhì)界面極化。
這種極化方式存在于不均勻夾層介質(zhì)中，伴有能量損失，夾層電荷爾蒙堆積通過(guò)電導(dǎo)g完成，g很小，極化建立時(shí)間長(zhǎng)，因此這種極化低頻時(shí)才有意義。
（5）空間電荷極化
介質(zhì)內(nèi)自由正、負(fù)離子在電場(chǎng)作用下移動(dòng)，改變頒布狀況，在電極附近形成空間電荷，類(lèi)似夾層界面極化。
2．電介質(zhì)的介電常數(shù)
（1）氣體電介質(zhì)的介電常數(shù)
分子間的距離很大，密度小，極化率很小，一切氣體相對(duì)提電常數(shù)都接近，表4-1，子略減小， 略增大，變化不大
（2）介質(zhì)的介電常數(shù)
① 非極性和弱極性電介質(zhì)，石油苯，
② 偶極性電介質(zhì) 較大，能用作絕緣介質(zhì)的 左右，電容浸漬劑使此電容增大，損耗大蓖麻油， 關(guān)系圖4-2
（3） 固體電介質(zhì)的介電常數(shù)
① 非極性和弱極性固體電介質(zhì)、多、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、石蠟、石棉、有機(jī)玻璃等
② 偶極性固體電介質(zhì)，樹(shù)脂，纖維，橡膠，蟲(chóng)膠，無(wú)機(jī)玻璃，聚氯乙烯和滌綸等到
③ ③離子性電介質(zhì) 陶瓷、去母等到
3．討論極化的意義
①選擇絕緣：因素，電氣強(qiáng)度，，容器：追求體積小，容量大，，電纜：為減小電容電流，選擇小介質(zhì)
②多層介質(zhì)的合理配合
多層介質(zhì)，在交流及沖擊電壓下，各層電壓分布與成反比，選擇使各層介質(zhì)電場(chǎng)介質(zhì)較均勻。
③介質(zhì)損耗的理論依據(jù)——極化形式同介質(zhì)損失有關(guān)
④ 預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目的理論依據(jù)
三、電介質(zhì)的電導(dǎo)?電阻及電導(dǎo)率?電阻率
1.電介質(zhì)的漏導(dǎo)電流和位移電流
漏導(dǎo)電流——介質(zhì)中自由的或相互聯(lián)系弱的帶電質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng)造成的，——離子
介質(zhì)：電導(dǎo)由離子造成
金屬：電導(dǎo)由電子造成
半導(dǎo)體：二者之間
位移電流——指介質(zhì)極化造成的吸收電流
度驗(yàn)曲線
圖4-3測(cè)表面電位，體積電們，三電極結(jié)構(gòu)
圖4-4測(cè)表介質(zhì)體積電位的回路
輔助電極——流過(guò)介質(zhì)表面的電流的內(nèi)部電位分開(kāi)，a測(cè)得介質(zhì)內(nèi)部電流。s1合閘，ic快速極化造成位移電流，ia：吸收電位——空間電荷極化等緩慢極化造成，ig漏導(dǎo)電流，ia’也稱吸收電位，ic’瞬時(shí)放電電流，s3短接，瞬閃打開(kāi)，合上s1穩(wěn)定后斷開(kāi)s1，合上s2.吸收電流，氣體中沒(méi)有，液一中極化快，ia衰減快，固體ia明顯
2．體積電導(dǎo)和表面電導(dǎo)
體積電阻率
a測(cè)量電極面極，h介質(zhì)厚度，rv=v/ig體積電阻體積電導(dǎo)率
表面電阻率（電導(dǎo)率）測(cè)量
3．氣體電介質(zhì)電導(dǎo)
外電離因素——離子濃度500-1000對(duì)/cm3場(chǎng)強(qiáng)起過(guò)eb，氣體電介質(zhì)碰撞電離電導(dǎo)急劇增大。
4．液體電介質(zhì)電導(dǎo)
兩種因素
①離子電導(dǎo)：液體本身或雜質(zhì)的分子解離的離子決定，離子電導(dǎo)大小和分子極性及液體線凈程度有關(guān)。
線凈非極性液體電介質(zhì) 弱極性電介質(zhì)偶極性液體 高頻下不用，損耗太大，強(qiáng)極性液體——水、乙醇實(shí)際是導(dǎo)電液，不是絕緣材料表4-2
升高 a、b常數(shù)
分子解高度加p，離子易克服位壘至成為自由離子
③ 電流電導(dǎo)：由固體或液體雜質(zhì)以高級(jí)分散狀態(tài)懸浮于液體中形成的膠體質(zhì)點(diǎn)吸附離子而帶電造成的，變壓器由中水滴
5.固體電介質(zhì)的電導(dǎo)
類(lèi)似液體，沒(méi)有電流電導(dǎo)
●離子性電介質(zhì)——電導(dǎo)與離子本身性質(zhì)有關(guān)
單價(jià)小離子（li+,na+, k+）束縛弱，易形成電介流，電導(dǎo)大結(jié)構(gòu)緊密，潔凈的離子性電介質(zhì)
結(jié)構(gòu)不緊密且含單價(jià)小離子的電介質(zhì)
●非極性、弱極性介質(zhì)——雜質(zhì)離子造成電導(dǎo)
●偶極性電介質(zhì)——本身解離，還有雜質(zhì)小
電導(dǎo)取決于微觀結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)，有體積電導(dǎo)，還有表面電導(dǎo)，表面電導(dǎo)——表面吸附水分和污物引起，清潔，降低表面電導(dǎo)
6．討論電導(dǎo)的意義
①絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的理論依據(jù)——利用絕緣電阻，泄漏電流，吸收比判斷的絕級(jí)狀況
②直流電壓作用下，選擇合適電阻率，實(shí)現(xiàn)各層間合理分壓
③注意環(huán)境溫度對(duì)固體介質(zhì)表面電阻的影響，注意親水性材料的表面防水處理。
四、電介質(zhì)中的能量損耗及介質(zhì)損失角正切
1．介質(zhì)損失角正切
直流電壓下，介質(zhì)僅有漏導(dǎo)損失體積電阻率表面電阻率
交流電壓下，介質(zhì)還有極化損失，作外，還城另外特征量，交流電壓下，介質(zhì)叫流i，存在損耗，ui夾角非90度 ic流過(guò)介質(zhì)總的無(wú)功電流，ir總的有功電流，ir包括漏導(dǎo)和極化損失，ir大則損失大，介質(zhì)損失角正切，表示介質(zhì)在交流電壓下的損耗，反映介質(zhì)自身性能
2．電介質(zhì)的并聯(lián)與串聯(lián)等效回路
分析介質(zhì)交流下的能量損耗等效回路
并聯(lián)：
串聯(lián)：因此有
等效電路只有計(jì)算上的意義，并不反映損耗的物理過(guò)程，損耗由電導(dǎo)引起，用并聯(lián)等效電路。
等效電路介質(zhì)極化及導(dǎo)線電阻引起，用串聯(lián)等電路
等效電路由多種介質(zhì)串并聯(lián)引起，靈活選用等效電路
介質(zhì)損耗率
3．氣體電介質(zhì)的損耗
極化率極小，損耗即電導(dǎo)損耗
標(biāo)準(zhǔn)電容器：氣體介質(zhì)電容器，氣體電導(dǎo)小，損耗極小，強(qiáng)電場(chǎng)下，易電離，——不均勻場(chǎng)局部放電，間隙損耗增加。
4．液體和固體電介質(zhì)的損耗
①非極性，弱極性及結(jié)構(gòu)緊密的離子性介質(zhì)主要是電子們移極化離子們移極化，沒(méi)有能量損耗——損耗由漏導(dǎo)決定。
較小，10-4數(shù)量級(jí)，聚乙烯等代良的絕緣材料，用于高頻或精密設(shè)備中。
②偶極性固體、液體介質(zhì)及結(jié)構(gòu)不緊密的離子性介質(zhì)，漏導(dǎo)損失外，還有極化損失，濕度，頻率等因素有較復(fù)雜的關(guān)系。
反映電場(chǎng)變支一周內(nèi)的能量損失
5．討論的意義
①選擇絕緣材料。過(guò)大熱擊穿
②預(yù)防性試驗(yàn)中判斷絕緣狀況，與u的關(guān)第曲線來(lái)判斷是否發(fā)生局部放電。
③當(dāng)在的材料需要加熱時(shí)，可對(duì)材料加交流（工頻或高頻）電壓，材料自身介質(zhì)損耗發(fā)熱——加熱均勻。