一、電介質物質結構的基本知識
電介質：能在其中持久建立電場的物質
物質性質與其微雞肉結構直接相關
1．形成分子和聚集態(tài)的各種鍵
分子：原子或離子組成，氣、液、固三種由原子、離子或分子組成。
鍵——質點間的結合方式
化學鍵：高子鍵，共價鍵，分子由相鄰原子間的結合力（相互吸收作用）
分子鍵：分子間的結合力
高電壓領域理論基礎——電介質與放電理論高電壓是基礎課
2．電介質分類
（1）非極性及弱極性電介質
非極性電介質——由非極性分子組成，分子由共價鍵結合
弱極性電介質——存在分子異構或支鏈，多少有些極性。
（2）偶極性電介質——由極性分子組成，聚氯乙烯
（3）離子性電介質：只固體形式，無個別分子——晶體和無定形體兩類
晶體——云母，電瓷 無定形體——石英
二、電介質的極化及相對介電常數(shù)
1．極化的基本類型
真空中電容量為co，攝入固體介質，容量變?yōu)椋?相對介電常數(shù)，盡量增大原因——介質極化現(xiàn)象。
由介質極化形式：
（1） 電子位移極化
介質中的原子，分子或離子中的電子在外電場作用下，電子軌道相對于原子核發(fā)生位移，從而產(chǎn)生感應電短的過程。
特點：存在于一切介質中，極化時間短，極化程度取決于e，，與電源頻率f無關，極化是彈性的，無能量損耗，去掉外電場，極化可立即恢復。
（2）位移極化
離子結合成的電介質，外電場作用使正、負離子產(chǎn)生微小位移，平均具有電場方向的偶極矩，這種極化時間極短，極人程度與電源頻率f無關，有正的溫度系數(shù)。
（2） 轉向極化（偶極豫極化或取向極化）
極性介質，單個分子子具有偶極矩，無外電場，對外平均不具有偶極矩，外電場作用下，取向極化率增加，對外具有了偶極矩，存在于偶極性介南中，非彈性的，轉向需克服相互間作用面做功，消耗能量，復原時不可能收回，極化時間長，與f有關頻率較高時，轉向極化跟不上電場變化，極化率減小。
溫度防礙
（4）夾層介質界面極化
上述3種帶電質點的彈性位移或轉向形成本：帶點質點移動形式。實際——多層電提質絕緣結構如雙層介質表面電荷爾蒙不重新分配。
實際上，往往電荷重新分配，兩層介質交界處會積累電荷，故稱夾層介質界面極化。
這種極化方式存在于不均勻夾層介質中，伴有能量損失，夾層電荷爾蒙堆積通過電導g完成，g很小，極化建立時間長，因此這種極化低頻時才有意義。
（5）空間電荷極化
介質內(nèi)自由正、負離子在電場作用下移動，改變頒布狀況，在電極附近形成空間電荷，類似夾層界面極化。
2．電介質的介電常數(shù)
（1）氣體電介質的介電常數(shù)
分子間的距離很大，密度小，極化率很小，一切氣體相對提電常數(shù)都接近，表4-1，子略減小， 略增大，變化不大
（2）介質的介電常數(shù)
① 非極性和弱極性電介質，石油苯，
② 偶極性電介質 較大，能用作絕緣介質的 左右，電容浸漬劑使此電容增大，損耗大蓖麻油， 關系圖4-2
（3） 固體電介質的介電常數(shù)
① 非極性和弱極性固體電介質、多、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、石蠟、石棉、有機玻璃等
② 偶極性固體電介質，樹脂，纖維，橡膠，蟲膠，無機玻璃，聚氯乙烯和滌綸等到
③ ③離子性電介質 陶瓷、去母等到
3．討論極化的意義
①選擇絕緣：因素，電氣強度，，容器：追求體積小，容量大，，電纜：為減小電容電流，選擇小介質
②多層介質的合理配合
多層介質，在交流及沖擊電壓下，各層電壓分布與成反比，選擇使各層介質電場介質較均勻。
③介質損耗的理論依據(jù)——極化形式同介質損失有關
④ 預防性試驗項目的理論依據(jù)
三、電介質的電導?電阻及電導率?電阻率
1.電介質的漏導電流和位移電流
漏導電流——介質中自由的或相互聯(lián)系弱的帶電質點在電場作用下運動造成的，——離子
介質：電導由離子造成
金屬：電導由電子造成
半導體：二者之間
位移電流——指介質極化造成的吸收電流
度驗曲線
圖4-3測表面電位，體積電們，三電極結構
圖4-4測表介質體積電位的回路
輔助電極——流過介質表面的電流的內(nèi)部電位分開，a測得介質內(nèi)部電流。s1合閘，ic快速極化造成位移電流，ia：吸收電位——空間電荷極化等緩慢極化造成，ig漏導電流，ia’也稱吸收電位，ic’瞬時放電電流，s3短接，瞬閃打開，合上s1穩(wěn)定后斷開s1，合上s2.吸收電流，氣體中沒有，液一中極化快，ia衰減快，固體ia明顯
2．體積電導和表面電導
體積電阻率
a測量電極面極，h介質厚度，rv=v/ig體積電阻體積電導率
表面電阻率（電導率）測量
3．氣體電介質電導
外電離因素——離子濃度500-1000對/cm3場強起過eb，氣體電介質碰撞電離電導急劇增大。
4．液體電介質電導
兩種因素
①離子電導：液體本身或雜質的分子解離的離子決定，離子電導大小和分子極性及液體線凈程度有關。
線凈非極性液體電介質 弱極性電介質偶極性液體 高頻下不用，損耗太大，強極性液體——水、乙醇實際是導電液，不是絕緣材料表4-2
升高 a、b常數(shù)
分子解高度加p，離子易克服位壘至成為自由離子
③ 電流電導：由固體或液體雜質以高級分散狀態(tài)懸浮于液體中形成的膠體質點吸附離子而帶電造成的，變壓器由中水滴
5.固體電介質的電導
類似液體，沒有電流電導
●離子性電介質——電導與離子本身性質有關
單價小離子（li+,na+, k+）束縛弱，易形成電介流，電導大結構緊密，潔凈的離子性電介質
結構不緊密且含單價小離子的電介質
●非極性、弱極性介質——雜質離子造成電導
●偶極性電介質——本身解離，還有雜質小
電導取決于微觀結構和宏觀結構，有體積電導，還有表面電導，表面電導——表面吸附水分和污物引起，清潔，降低表面電導
6．討論電導的意義
①絕緣預防性試驗的理論依據(jù)——利用絕緣電阻，泄漏電流，吸收比判斷的絕級狀況
②直流電壓作用下，選擇合適電阻率，實現(xiàn)各層間合理分壓
③注意環(huán)境溫度對固體介質表面電阻的影響，注意親水性材料的表面防水處理。
四、電介質中的能量損耗及介質損失角正切
1．介質損失角正切
直流電壓下，介質僅有漏導損失體積電阻率表面電阻率
交流電壓下，介質還有極化損失，作外，還城另外特征量，交流電壓下，介質叫流i，存在損耗，ui夾角非90度 ic流過介質總的無功電流，ir總的有功電流，ir包括漏導和極化損失，ir大則損失大，介質損失角正切，表示介質在交流電壓下的損耗，反映介質自身性能
2．電介質的并聯(lián)與串聯(lián)等效回路
分析介質交流下的能量損耗等效回路
并聯(lián)：
串聯(lián)：因此有
等效電路只有計算上的意義，并不反映損耗的物理過程，損耗由電導引起，用并聯(lián)等效電路。
等效電路介質極化及導線電阻引起，用串聯(lián)等電路
等效電路由多種介質串并聯(lián)引起，靈活選用等效電路
介質損耗率
3．氣體電介質的損耗
極化率極小，損耗即電導損耗
標準電容器：氣體介質電容器，氣體電導小，損耗極小，強電場下，易電離，——不均勻場局部放電，間隙損耗增加。
4．液體和固體電介質的損耗
①非極性，弱極性及結構緊密的離子性介質主要是電子們移極化離子們移極化，沒有能量損耗——損耗由漏導決定。
較小，10-4數(shù)量級，聚乙烯等代良的絕緣材料，用于高頻或精密設備中。
②偶極性固體、液體介質及結構不緊密的離子性介質，漏導損失外，還有極化損失，濕度，頻率等因素有較復雜的關系。
反映電場變支一周內(nèi)的能量損失
5．討論的意義
①選擇絕緣材料。過大熱擊穿
②預防性試驗中判斷絕緣狀況，與u的關第曲線來判斷是否發(fā)生局部放電。
③當在的材料需要加熱時，可對材料加交流（工頻或高頻）電壓，材料自身介質損耗發(fā)熱——加熱均勻。