文档介绍：高电压工程—
第一讲
电介质的电气性能
清华大学电机2005年秋(电3)
周远翔
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第4章电介质的电气性能
电介质电气性能的划分*
电介质的极化及介电常数
电介质的电导特性
电介质中的能量损耗及介质损失角正切
液体电介质的击穿
固体电介质的击穿
电介质中空间电荷效应*
电介质的其它性能
(*or*表示本节为补充内容,教科书上没有,下同)
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电介质电气性能的划分*
¾电介质的概念:物理特性上具有绝缘
体无传导电子的结构,一旦施加电场
后发生介质极化的固体、液体和气体
总称为电介质(dielectrics)
¾电介质的地位:电介质与导体、半导
体、磁体等作为材料,在电工电子工
程领域中占有重要的地位
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¾电介质的主要用途:
9利用大介电常数构成电容器
9利用高绝缘阻抗构成电工绝缘材料
(insulating materials)
¾电介质的其它用途:驻极体、压电体、
热敏元件等等
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¾电介质电气性能(electrical
property)的划分(四类表征参数)
9介电特性(dielectric property):指介
电常数ε、介损tgδ等
9电气传导特性(electrical conduction
property):如载流子移动、高场强下的
电气传导机理等
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9电气击穿特性(electrical breakdown
property):包括击穿机理、劣化、电
压-时间特性曲线(V-t)等
9二次效应(secondary effect):如空间
电荷效应、陷阱、局域态中心、界面现
象、化学结构、形态、杂质等效应
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电介质的极化与介电常数
电介质物质结构的基本形式
极化(polarization)
与电介质(dielectrics)*
电介质极化的基本类型
电介质的介电常数(dielectric constant,
or permittivity)
讨论极化的意义
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电介质物质结构的基本形式
¾形成分子和聚集态的各种健
9 离子键:正、负离子由静电库仑力结合成分
子,即为正负离子间形成的离子键。如NaCl
9 共价键:由电负性相等或相差不大的两个或
几个原子通过共有电子对结合起来,达到稳
定的电子层结构,称之。如CCl4、CH4
9 分子键:分子以相互间的吸引力结合在一
起,形成分子键
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¾电介质的分类:根据化学结构分为4类
9 非极性电介质:分子由共价键结合,由非极性
分子组成的电介质称非极性电介质。如N2、
PTFE(聚四氟乙烯)
9 弱极性电介质:有些非极性电介质由于存在分
子异构或支链,多少有些极性,称弱极性电介
质。如PS(聚苯乙烯)
9 偶极性电介质:由极性分子组成的电介质。如
PVC(聚氯乙烯)、PMMA(有机玻璃)等
9 离子性电介质:离子性电介质没有个别的分
子,只以固体的形式存在。分为晶体和无定形
体两类。如石英、云母
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极化与电介质*
¾极化的基本概念:电介质在电场作用
下,正、负电荷作微小位移而产生偶极
矩,或在电介质表面出现感应束缚电荷的
现象称为电介质极化
+ + + + + + +
E0
- - - - - - -
极化前极化后
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