介質(zhì)損耗和介質(zhì)損耗角正切的區(qū)別
電介質(zhì)在電壓作用下有能量損耗,。一種是由電導引起的損耗;另一種是由某種極化引起的損耗,,如極性電介質(zhì)中偶極子轉(zhuǎn)向極化,、夾層電介質(zhì)界面極化等。電介質(zhì)的能量損耗簡稱介質(zhì)損耗,。
在直流電壓下,,由于電介質(zhì)中沒有周期性的極化過程,因此當外施電壓低于發(fā)生局部放電的電壓時,,電介質(zhì)中的損耗僅由電導引起,,這時用體積電導率和表面電導率兩個物理量已能夠表達,所以直流下不需要再引人介質(zhì)損耗這個概念,。
在交流電壓下,,除電導損耗外,,還由于周期性的極化而引起能量損耗,,因此需要引人一個新的物理量tanδ來表示。
因為用介質(zhì)損耗P值表示電介質(zhì)品質(zhì)的好壞是不方便的,,P值和試驗電壓,、試品尺寸等因素有關,不同試品間難以互相比較,。所以改用介質(zhì)損耗角的正切--tanδ(介質(zhì)損耗角δ是功率因數(shù)角φ的余角)來判斷電介質(zhì)的品質(zhì),。它如同相對介電常數(shù)那樣,是僅取決于材料的特性而與材料尺寸無關的物理量,。
液體電介質(zhì)的損耗
中性或弱極性液體電介質(zhì)的損耗主要起因于電導,,所以損耗較小,與溫度的關系也與電導相似,。例如變壓器油在90℃時,,tanδ<0.5%;用于充油高壓電纜的電纜油和電容器油的性能更高,,例如高壓電容器油在100℃時tanδ<0.4%,。
極性液體(如蓖麻油)以及極性和中性液體的混合油都具有電導和極化兩種損耗,電介質(zhì)損耗較大,,而且和溫度,、頻率都有關系。
固體電介質(zhì)的損耗
固體電介質(zhì)常分為分子式結(jié)構(gòu)電介質(zhì),、離子式結(jié)構(gòu)電介質(zhì),、不均勻結(jié)構(gòu)電介質(zhì)和強性電介質(zhì)四大類。強性電介質(zhì)在高壓設備中極少使用,,所以只討論前三種電介質(zhì),。
(1)分子式結(jié)構(gòu)電介質(zhì)有中性和極性兩種,。中性電介質(zhì)如石蠟、聚乙烯,、聚苯乙烯,、聚四氟乙烯等,其損耗主要由電導引起,。這些電介質(zhì)的電導極小,,所以介質(zhì)損耗也非常小,在高頻下也可使用,。例如沖擊測量時用的電纜就是用聚乙烯絕緣的,。極性電介質(zhì)有纖維材料--紙、紙板等,,和含有極性基的有機材料--聚氯乙烯,、有機玻璃、酚醛樹脂等,。這類電介質(zhì)的tanδ與溫度,、頻率的關系和極性液體相似,其tanδ值較大,,高頻下更為嚴重,。
(2)離子式結(jié)構(gòu)電介質(zhì)的tanδ與結(jié)構(gòu)特性有關。結(jié)構(gòu)緊密的離子晶體在不含有使晶格畸變的雜質(zhì)時,,主要是由電導引起的損耗,,所以tanδ很小,如云母就屬這種情況,。云母不僅tanδ小,,而且電氣強度高、耐熱性好,、耐局部放電性能也好,,所以是優(yōu)良的絕緣材料,在高頻時也可使用,。
(3)不均勻結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)在交流設備中經(jīng)常遇到,,例如電機絕緣中用的云母制品(是云母和紙或布以及漆所組合的復合電介質(zhì))和廣泛使用的油浸紙、膠紙絕緣等,。它們的損耗取決于各成分的性能和數(shù)量間的比例,。
測試儀器
LDJD-B和LDJD-C介電常數(shù)和介質(zhì)損耗測定儀可以測試固體和液體的介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ。