絕緣材料電介質電壓擊穿強度設備在高電壓工程中意義

電介質的擊穿

電介質作為絕緣材料是針對一定的電壓而言的。在一定電壓下，當介質呈現出極微弱的導電性能，其絕緣電阻值很高，通過介質的泄漏電流極小時，介質是絕緣的。但是，隨著外施電壓的升高到某一臨界值后，電介質的電導則顯著增大，泄漏電流急劇增加，發生放電現象，使電介質喪失其原有的絕緣性能，將這種放電現象稱為電介質的擊穿，將發生擊穿時的電壓稱為擊穿電壓。顯而易見，電介質的擊穿特性是電介質作為絕緣介質的一個極為重要的特性。通常用擊穿場強E_b (kV/cm)來表示，也稱為絕緣抗電強度或簡稱絕緣強度。

高電壓與絕緣既是對立的，又是統一的，二者的對立為高電壓技術工作者提供了非常豐富的研究內容：一是要分析研究、合理利用各種絕緣材料的絕緣特性，研制各種高抗電強度的新材料等；二是要研究各種過電壓的產生機理，以及采用各種限制過電壓的方法和過電壓保護措施，使過電壓降低或被限制到絕緣的抗電強度以內，最終求得高電壓與絕緣的統一，實現的絕緣配合，以保證電氣設備的安全可靠運行。

為了提高電介質的絕緣強度，就必須分析和研究各種介質在各種不同電壓作用下的擊穿機理和耐受電壓的規律。由于不同的介質在不同的電壓作用下的擊穿機理各不相同，影響電介質擊穿的因素又是多種多樣，隨機性強，因此使得對電介質的擊穿特性的研究變得極為復雜，致使各種形態的電介質的放電機理至今尚未被人們所揭示，絕緣理論還有待進一步完善，許多實際的絕緣問題還必須通過高電壓試驗來解決，比如，絕緣的抗電強度日前就只能用高電壓試驗的方法才能予以確定，而這些正是以后各章具體分析和研究的內容。

小 結

(1)電介質的基本電氣特性表現為極化特性、電導特性、損耗特性和擊穿特性，相應的物理參數為相對介電常數ε_r，電導率γ、介質損耗因數tanδ和擊穿場強E_b。電介質的這些基本特性在高電壓工程中都具有重要的實際意義。

(2)電介質的極化可分為無損極化和有損極化兩大類。無損極化包括電子式極化和離子式極化，有損極化包括偶極子式極化和空間電荷極化。夾層極化是空間電荷極化的一種特殊形式，在工程實踐中具有重要意義。多層介質相串聯的絕緣結構，再加上直流電壓的初瞬(t→0)，各層介質中的電場分布與介質的相對介電常數成反比；穩態時(t→∞)的電場分布則與介質的電導率成反比，在此過程中存在吸收現象..

(3)電介質的電導與金屬的電導有著本質的區別。電介質電導屬于離子式電導，隨溫度的升高按指數規律增大；金屬電導屬于電子式電導，隨溫度的升高而減小。

(4)電介質在電場作用下存在損耗，其中氣體電介質的損耗可以忽略不計。在直流電壓作用下電介質的損耗僅為由電導引起的電導損耗，而交流電壓作用下電介質的損耗既有電導損耗，又有極化損耗。因此，電介質在交流電壓下的損耗遠大于其直流電壓下的損耗。