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氣體電介質(zhì)的電氣強(qiáng)度

作者：恒電高測 發(fā)布時(shí)間：2020-12-30

? ? ? ?電介質(zhì)在電氣設(shè)備中是做絕緣材料使用的，按其物質(zhì)形態(tài)，可分為氣體介質(zhì)、液體介質(zhì)和固體介質(zhì)。不過，在實(shí)際絕緣結(jié)構(gòu)中所采用的往往是由幾種電介質(zhì)聯(lián)合結(jié)構(gòu)構(gòu)成的組合絕緣。例如電氣設(shè)備的外絕緣往往是由氣體介質(zhì)(空氣)和固體介質(zhì)(絕緣子)聯(lián)合組成，而內(nèi)絕緣則較多地由固體介質(zhì)和液體介質(zhì)聯(lián)合組成。


? ? ? ?一切電介質(zhì)的電氣強(qiáng)度都是有限的，超過某種限度，電介質(zhì)就會逐步喪失其原有的絕緣性能，甚至演變成導(dǎo)體。在電場的作用下，電介質(zhì)中出現(xiàn)的電氣現(xiàn)象可分為兩大類：

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? ? ? ?(1)在弱電場下(當(dāng)電場強(qiáng)度比擊穿場強(qiáng)小得多時(shí))，主要是極化、電導(dǎo)、介質(zhì)損耗等。


? ? ? ?(2)在強(qiáng)電場下(當(dāng)電場強(qiáng)等于或大于放電起始場強(qiáng)或擊穿場強(qiáng)時(shí))，主要有放電、閃絡(luò)、擊穿等。


? ? ? ?電介質(zhì)的電氣性能可用四個(gè)參數(shù)來表征，即用介電常數(shù)ε表征介質(zhì)的極化性能；電導(dǎo)率Y或電阻率ρ表征導(dǎo)電性能；介質(zhì)損耗角的正切值tanΘ表征功率損耗性能；擊穿場強(qiáng)(介質(zhì)喪失絕緣性能所需外施的低電場強(qiáng)度)Eb或絕緣強(qiáng)度表征耐電壓性能。對氣體介質(zhì)而言，由于極化、電導(dǎo)和損耗均很小，因此只討論其耐電壓特性。

 

 

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? ? ? ?氣體電介質(zhì)、特別是空氣，是電力系統(tǒng)中主要的絕緣介質(zhì)。例如，輸電線路的相間絕緣、相對地絕緣、電氣設(shè)備的外絕緣都是以空氣為介質(zhì)的。所以研究氣體電介質(zhì)的耐電壓特性具有重要的實(shí)際意義，同時(shí)對于了解結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的液體、固體電介質(zhì)的擊穿過程也有很大的幫助。


? ? ? ?在正常狀態(tài)下，中性的氣體分子是不是導(dǎo)電的，是良好的絕緣體。但當(dāng)作用于氣體的電場強(qiáng)度超過其擊穿場強(qiáng)Eb時(shí)，氣體就會失去絕緣性能，出現(xiàn)導(dǎo)電或放電的現(xiàn)象。在均勻電場中，出現(xiàn)放電將導(dǎo)致間隙的擊穿；在不均勻電場中，可以有較穩(wěn)定的局部放電，如電暈放電。當(dāng)電源功率較小時(shí)，氣隙的擊穿表現(xiàn)為火花放電；當(dāng)電源功率較大時(shí)，擊穿常表現(xiàn)為電弧放電。


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