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介質(zhì)損耗,、介質(zhì)損耗角正切值、介質(zhì)損耗因數(shù)的基本形式
閱讀：3218發(fā)布時間：2024-8-9
1.介質(zhì)損耗的基本形式
1)電導(dǎo)損耗
電導(dǎo)損耗是由電介質(zhì)中的泄漏電流引起的,，氣體,、液體和固體電介質(zhì)中都存在這種形式的損耗。電介質(zhì)中的泄漏電流與電源頻率無關(guān),，所以電導(dǎo)損耗在交,、直流電壓下都存在。一般情況下,，電介質(zhì)的電導(dǎo)損耗很小,。當電介質(zhì)受潮、臟污或溫度升高時,，其電導(dǎo)損耗會急劇增大,。
2)極化損耗
極化損耗是由有損極化引起的，在偶極性電介質(zhì)及復(fù)合電介質(zhì)中存在這種形式的損耗,。在直流電壓下,，由于極化的建立僅在加壓瞬間出現(xiàn)一次，與電導(dǎo)損耗相比可忽略不計,。而在交流電壓下,，隨著電壓極性的改變，不斷有極化建立,，極化損耗的大小與電源的頻率有很大關(guān)系,。在頻率不太高時，隨頻率升高極化損耗增大,，當頻率超過某一數(shù)值后,，隨頻率升高，極化過程反而減弱,，損耗減小,。
3)游離損耗
游離損耗是由氣體電介質(zhì)在電場的作用下出現(xiàn)局部放電引起的。氣體電介質(zhì)及含有氣泡的液體,、固體電介質(zhì)中都存在這種形式的損耗,。游離損耗僅在外加電壓超過一定值時才出現(xiàn)，且隨電壓升高而急劇增大,。
2.介質(zhì)損耗角正切
在直流電壓作用下,，當外施電壓低于介質(zhì)局部放電電壓時，介質(zhì)中的損耗主要由電導(dǎo)引起,，所以只用體積電導(dǎo)率和表面電導(dǎo)率這兩個物理量就足以說明問題。在交流電壓作用下,，除電導(dǎo)損耗外,，還有極化損耗,，僅用電導(dǎo)率來表征介質(zhì)損耗就不全面了，需要引入新的物理量介質(zhì)損耗,、介質(zhì)損耗角正切值tanδ來表示此時介質(zhì)中的能量損耗,。
圖3-11所示的三支路等值電路可以代表任何實際電介質(zhì)，不但適用于直流電壓,，也適用于交流電壓,。此等值電路可進一步簡化為圖3-13和圖3-14所示的電阻電容并聯(lián)或串聯(lián)的等值電路。
在等值電路所對應(yīng)的相量圖中,，φ為電壓,、電流相量之間的夾角，即電路的功率因數(shù)角,，δ為φ的余角,，稱為介質(zhì)損耗角。
并聯(lián)等值電路中,，
,，因此；
在串 聯(lián)等值電路中,，
,，因此：
以上是對同一電介質(zhì)的兩種不同形式的等值電路進行的分析，所以其功率損耗應(yīng)相等,，比較式(3-12)和式(3-14)可知：
式(3-15)表明,，同一電介質(zhì)用不同等值電路表示時，其等值電容是不相同的,。通常tanδ遠遠小于1,，所以1+tan2δ≈1，故Cp≈Cs,，這時介質(zhì)損耗在兩種等值電路中可用同一公式表示,，即：
由式(3-11)與式(3-13)可得rs/Rp=tan2δ，可見rs遠遠小于Rp(因為通常tanδ遠遠小于1),，因此串聯(lián)等值電路中的電阻要比并聯(lián)等值電路中的電阻小得多,。并且，由上述分析可見,，介質(zhì)損耗P與外加電壓U,、電源角頻率ω及電介質(zhì)的等值電容C等因素有關(guān)，因此直接用P作為比較各種電介質(zhì)品質(zhì)好壞的指標是不合適的,。在上述各量均為給定值的情況下,，P最后決定于tanδ，而tanδ=Ir/Ic是一個無量綱的量,，它與電介質(zhì)的幾何尺寸無關(guān),，只反映介質(zhì)本身的性能,。因此，在高電壓工程中常把tanδ作為衡量電介質(zhì)損耗的指標,，稱之為介質(zhì)損耗因數(shù)或介質(zhì)損耗角正切,。
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