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固體電介質(zhì)的體積絕緣電阻率與表面絕緣電阻率
閱讀：775發(fā)布時間：2024-3-28
一,、電介質(zhì)電導(dǎo)的概念與電導(dǎo)率
電介質(zhì)的基本功能是將不同電位的導(dǎo)體分隔開,，它應(yīng)是不導(dǎo)電的,，但這種不導(dǎo)電并非絕對不導(dǎo)電，而是導(dǎo)電性非常差,，在電介質(zhì)內(nèi)部或多或少存在數(shù)量很少的帶電粒子,，它們在電場作用下(當(dāng)加上電壓后)會不同程度地作定向移動而形成傳導(dǎo)電流（即電導(dǎo)電流)，這就是電介質(zhì)的電導(dǎo)過程,。與導(dǎo)體的導(dǎo)電過程相比,，在電介質(zhì)電導(dǎo)過程中所流過的電導(dǎo)電流是非常小的。表征電導(dǎo)過程進(jìn)行強(qiáng)弱程度的物理量為電導(dǎo)率γ,，或它的倒數(shù)——電阻率ρ,。電介質(zhì)的電阻率一般為1010~1024Ω·cm，而導(dǎo)體的電阻率僅為10-6~10-2Ω·cm,，可見兩著差別之大,。常用電介質(zhì)的電導(dǎo)率見表2-1.
二、電介質(zhì)電導(dǎo)的特性
1.離子性電導(dǎo)
電介質(zhì)的電導(dǎo)過程與導(dǎo)體的導(dǎo)電過程之間的差別不僅在于形成電導(dǎo)電流的能力（這取決于帶電粒子數(shù)量的多少)差別很大,，而且電導(dǎo)的本質(zhì)也是截然不同的,。電介質(zhì)中的少量帶電粒子主要是離子，所以電介質(zhì)電導(dǎo)為離子性電導(dǎo),。面金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)性質(zhì)為電子性電導(dǎo),，即形成電導(dǎo)電流的帶電粒子為金屬中的大量自由電子。
2.溫度的影響
電介質(zhì)電導(dǎo)與溫度有密切的關(guān)系,。溫度越高,，離子的熱運(yùn)動越劇烈,，就越容易改變原有 受束縛的狀態(tài)，因而在電場作用下作定向移動的離子數(shù)量和速度都要增加,，即電導(dǎo)隨溫度升高而增大,。電導(dǎo)增大的規(guī)律近似于指數(shù)規(guī)律。溫度為t℃時的電導(dǎo)率和電阻率分別為
式中 γ20,、ρ20——20℃時的電導(dǎo)率和電阻率,；
α——絕緣材料的溫度系數(shù)。
三,、電介質(zhì)在直流電壓作用下的吸收現(xiàn)象
一固體電介質(zhì)加上直流電壓U,，如圖2-7(a)所示。然后觀察開關(guān)S1合上之后流過介質(zhì)電流i的變化情況,?？梢杂^察到電路中的電流從大到小隨時間衰減，最終穩(wěn)定于某一數(shù)值,，此現(xiàn)象就稱為“吸收"現(xiàn)象,。將此電流畫成曲線如圖2-7(b)所示。電流i的曲線也稱為吸收曲線,。這里的“吸收"是比較形象的說法,，好像有一部分電流被介質(zhì)吸收掉似的， 以致電流慢慢減小,。
根據(jù)電介質(zhì)在電壓作用下發(fā)生的極化和電導(dǎo)過程,，就不難解釋為什么會出現(xiàn)“吸收"現(xiàn)象了。在直流電壓作用下,，電介質(zhì)的等值電路如圖2-8所示,。顯然，流過介質(zhì)的電流i由三個分量組成,，即
其中ic為純電容電流,，它存在時間極短，很快衰減至零,；ia為有損極化所對應(yīng)的電流,，即夾層極化和偶極子式極化時的電流，它隨時間衰減,，被稱為吸收電流,。吸收電流衰減的快慢程度取決于介質(zhì)的材料及結(jié)構(gòu)等因素，普通不是很大設(shè)備的絕緣,，一般1min都衰減至零,，但大的設(shè)備(如大型變壓器、發(fā)電機(jī))可達(dá)10min,； 
為電介質(zhì)中少量離子定向移動所形成的電導(dǎo)電流,，它不隨時間變化,，
的數(shù)值非常小，一般以μA（微安）（10-6A）為單位來計量,，稱為泄漏電流（也是形象說法）,，泄漏電流為純阻性電流。泄漏電流所對應(yīng)的電阻
稱為絕緣電阻,。絕緣電阻一般都以MΩ(10-6Ω)為單位計量,。絕緣電阻的大小取決于絕緣介質(zhì)的電阻率、尺寸大小,、溫度等因素,。而泄漏電流的大小除了與上述因素有關(guān)之外，還與施加電壓的高低有關(guān),。將上述三個電流
在每個時刻疊加起來就得到流過介質(zhì)的電流i,，此電流是可以用μA(微安)表直接測量出來的。這就說明了為什么會出現(xiàn)吸收現(xiàn)象,。
根據(jù)上述分析可以看到：加上直流電壓后,，經(jīng)過一定時間(一般為1min)，極化過程結(jié)束,，僅存在電導(dǎo)過程，流過介質(zhì)的電流i等于泄漏電流,，此時對應(yīng)的電阻即為絕緣電阻,，這就是工程應(yīng)用上測泄漏電流和絕緣電阻的基本原理。
四,、固體電介質(zhì)的體積絕緣電阻與表面絕緣電阻
對于固體介質(zhì),，測泄漏電流(或絕緣電阻)時若不采取特別措施，就像圖2-7(a)那樣,，那么測到的泄漏電流（或絕緣電阻)實(shí)際上還包括表面泄漏電流(或表面絕緣電阻),，即泄漏電流(或絕緣電阻)為流過介質(zhì)內(nèi)部的泄漏電流與流過介質(zhì)表面泄漏電流之和(或體積絕緣電阻與表面絕緣電阻的并聯(lián)值)。這樣當(dāng)介質(zhì)表面臟污或受潮時,，所測到泄漏電流偏大(或絕緣電阻偏小),，就不能根據(jù)泄漏電流值(或絕緣電阻值)來判斷電介質(zhì)內(nèi)在絕緣性能的好壞，為此在測量中要采取措施清除表面泄漏所造成的影響,。
了解電介質(zhì)的電導(dǎo)過程和吸收觀象,，在工程實(shí)際中是有意義的。比如以此為依據(jù),，通過絕緣電阻,、泄漏電流以及后面要講的吸收比，極化指數(shù)的測量來判斷絕緣性能的好壞,。又比 如高壓電機(jī)定子繞組出槽口部分和高壓套管法蘭附近的表面涂半導(dǎo)體漆來減小其表面絕緣電阻,，以降低這此部位表面的電場強(qiáng)度,，消除電暈，從而提高沿面閃絡(luò)電壓,。
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