絕緣材料的性能指標(biāo)
1、電導(dǎo)率與電阻率
絕緣材料在被施加一定的直流電壓后,就會(huì)流過微弱的電流,其中由內(nèi)部帶電質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)電而產(chǎn)生的電流,即漏電電流。漏電電流密度ie和直流電場強(qiáng)度E之比值γ=ie/E,稱為絕緣材料電導(dǎo)率,電導(dǎo)率的倒數(shù)ρ為絕緣材料的電阻率。在固體絕緣材料中,漏電電流分為表面電流和體積電流兩部分。電阻率也相應(yīng)分為兩個(gè)部分:表面電阻率ρs,單位為Ω,它表征絕緣材料表面的電導(dǎo)特性;體積電阻率ρv,單位為Ω·㎝,它表征絕緣材料內(nèi)部的電導(dǎo)特性,通常在109~1012Ω·㎝范圍內(nèi)。
2、相對介電系數(shù)
設(shè)電容器極間為真空時(shí)的電容量為C0,當(dāng)極間充以某電介質(zhì)時(shí),電容量為C,則兩種容量的比值εr=C/C0叫做電介質(zhì)(即絕緣材料)的相對介電常數(shù)。C總是比C0大,故εr總是大于1,這是絕緣材料極化所造成的。絕緣材料極化的結(jié)果,是靠近其表面處出現(xiàn)束縛電荷,相應(yīng)地使電容器板上的自由電荷也增加,造成電容量增大。絕緣材料的相對介電系數(shù)是表征在電場下絕緣材料極化程度的一個(gè)參數(shù),介質(zhì)的極化X率越大,相對介電系數(shù)εr就越大。
3、介質(zhì)損耗
在交流電場作用下,絕緣材料中的部分電能將轉(zhuǎn)變成熱能,這部分的能量稱為電介質(zhì)損耗,單位時(shí)間內(nèi)消耗的能量稱為介質(zhì)損耗功率。工程上常用介質(zhì)損耗因數(shù)---介質(zhì)損耗正切tanδ作為衡量電介質(zhì)損耗的參數(shù)。δ是對絕緣材料施加交流電壓后,絕緣材料中流過的電流和電壓相角差的余角。絕緣材料在單位電場強(qiáng)度下,電場交變一次所產(chǎn)生的單位體積介質(zhì)損耗功率稱為損耗指數(shù)。
4、電介質(zhì)的擊穿強(qiáng)度
絕緣材料在高于某一極限數(shù)值的電場強(qiáng)度作用下,通過電介質(zhì)的電流與施加在介質(zhì)上的電壓關(guān)系就不符合歐姆定律,電流將會(huì)突然猛增。這時(shí)絕緣材料就被破壞而失去了絕緣性能。這種現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的擊穿。電介質(zhì)發(fā)生擊穿時(shí)的電壓稱為擊穿電壓。電介質(zhì)被擊穿時(shí)的電場強(qiáng)度,稱為擊穿強(qiáng)度,單位為KV/mm。固體絕緣的擊穿,常發(fā)生在電極邊緣,一般分為熱擊穿、電擊穿和局部放電擊穿三種形式。
熱擊穿是由于電介質(zhì)內(nèi)部介質(zhì)損耗發(fā)熱而引起的。在這場合,熱量來不及發(fā)散出去,使電介質(zhì)內(nèi)部溫度增高,導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)破壞而擊穿。熱擊穿是電器設(shè)備中絕緣破壞最常見的一種擊穿形式。因此,運(yùn)行維護(hù)人員必須經(jīng)常注意檢查運(yùn)行的電器設(shè)備的溫升情況。
電擊穿是指在強(qiáng)電場作用下,電介質(zhì)內(nèi)部帶電介質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng),發(fā)生碰撞電離,破壞了分子結(jié)構(gòu),結(jié)果使絕緣材料擊穿。
放電擊穿是指在強(qiáng)電場作用下,電介質(zhì)內(nèi)部的氣泡首先發(fā)生碰撞電離而放電,雜質(zhì)也因受到電場加熱而氣化,產(chǎn)生氣泡,于是使氣泡放電進(jìn)一步發(fā)展,導(dǎo)致材料裂解、分解、腐蝕破壞而擊穿。
5、絕緣材料的老化
絕緣材料在運(yùn)行過程中,由于熱、電、光照、氧化、機(jī)械、輻射、微生物等各種因素的作用,而發(fā)生一系列不可恢復(fù)的物理、化學(xué)變化,導(dǎo)致絕緣材料電氣性能與機(jī)械性能的劣化,稱為老化。主要的老化形式有環(huán)境老化、熱老化與電老化三種。
影響絕緣材料老化的因素很多,主要是熱的因素。使用時(shí)溫度過高,會(huì)加速絕緣材料的老化過程,因此對各種絕緣材料都規(guī)定了它們的使用過程中的極限溫度以延緩絕緣材料的老化過程,保證電工產(chǎn)品的使用壽命。
低壓電機(jī)、電器的額定功率實(shí)際上決定于絕緣材料在運(yùn)行所能承受的溫度。使用耐熱性好的絕緣材料,可是電機(jī)、電器的體積和重量都大大減小,技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和使用壽命得到提高。
溫度超過允許值,會(huì)大大降低絕緣材料使用壽命,如A級絕緣材料每超過最高允許工作溫度8℃,使用壽命就降低一半。對B級絕緣材料,每超過最高允許工作溫度12℃,絕緣使用壽命就降低一半。
絕緣材料的老化與電擊穿不同,材料一旦發(fā)生老化,其絕緣性能將永遠(yuǎn)喪失不可恢復(fù)。
工程上采用下列方法防止絕緣材料的老化:在絕緣材料制作過程中加入防老化劑,常用酚類防老化劑。戶外用絕緣材料,可添加紫外光吸收劑,以吸收紫外光,或用隔層隔離,以避免強(qiáng)陽光直接照射。濕熱帶使用的絕緣材料,可加入防霉劑。加強(qiáng)高壓電氣設(shè)備的放電暈、防局部放電措施。
-
絕緣
+關(guān)注
關(guān)注
1文章
396瀏覽量
21732 -
絕緣材料
+關(guān)注
關(guān)注
0文章
130瀏覽量
14006
發(fā)布評論請先 登錄
相關(guān)推薦
評論