一、電介質(zhì)的電導(dǎo)
電介質(zhì)的電導(dǎo)可分為離子電導(dǎo)和電子電導(dǎo),離子電導(dǎo)以離子為載流體,電子電導(dǎo)以自由電子為載流體。
1、離子電導(dǎo)
實(shí)際工程上所用的電介質(zhì)多少含有一些雜質(zhì)離子,這些離子與電介質(zhì)分子聯(lián)系非常弱,甚至呈自由狀態(tài)。另外有些電介質(zhì)在電場或外界因素影響下,本身就會(huì)離解成正負(fù)離子。這些離子在電場作用下沿電場方向移動(dòng),形成電導(dǎo)電流,這就是離子電導(dǎo)。
2、電子電導(dǎo)
在高電場作用下,離子與電介質(zhì)分子碰撞,游離激發(fā)出來自由電子,這些電子在電場作用下移動(dòng),形成電導(dǎo)電流,這就是電子電導(dǎo)。當(dāng)電介質(zhì)中出現(xiàn)電子電導(dǎo)電流時(shí),表明電介質(zhì)已被擊穿,不能再做絕緣體使用。因此,一般說電介質(zhì)的電導(dǎo)都是指離子電導(dǎo)。
二、氣體電介質(zhì)中的電導(dǎo)
1 、正常情況下,氣體電介質(zhì)的電導(dǎo)非常小。電場強(qiáng)度極小時(shí),氣體中的電流密度大致與外加場強(qiáng)成正比;當(dāng)電場強(qiáng)度稍微增大時(shí),氣體中電流達(dá)到飽和狀態(tài),不再隨外加場強(qiáng)而上升;只有當(dāng)外加場強(qiáng)顯著提高,電介質(zhì)進(jìn)入電子碰撞游離階段,由于碰撞電離使帶電粒子急劇增多,氣體電介質(zhì)將被擊穿。
2 、氣體電介質(zhì)的飽和電流段較寬,在飽和電流條件下,電流密度不隨電場強(qiáng)度變化,電導(dǎo)率沒有意義。又由于氣體的電導(dǎo)很小,只要?dú)怏w的工作場強(qiáng)低于游離場強(qiáng),就不考慮氣體的電導(dǎo)。
三、液體電介質(zhì)中的電導(dǎo)
1 、液體電介質(zhì)的電導(dǎo)有兩種,一種是電介質(zhì)分子或雜質(zhì)分子離解而成的離子電導(dǎo);另一種是較大的膠體如絕緣油中的懸浮物電泳電導(dǎo)。
2 、工程上常用的液體電介質(zhì),如變壓器油、漆和樹脂都屬于中性和弱極性液體電介質(zhì),其分子離解度小,這些電介質(zhì)在很純凈的情況下,其導(dǎo)電率很小。
四、固體電介質(zhì)的電導(dǎo)
1 、固體電介質(zhì)的電導(dǎo)分為離子電導(dǎo)和電子電導(dǎo)兩部分。離子電導(dǎo)在很大程度上取決于電介質(zhì)中所含的雜質(zhì)離子,特別是對(duì)于中性及弱極性電介質(zhì),雜質(zhì)離子起主要作用。
2 、固體電介質(zhì)的表面電導(dǎo)主要取決于其表面吸附導(dǎo)電雜質(zhì)如水分和污染物的能力及其分布狀態(tài),只要電介指表面出現(xiàn)很薄的吸附雜質(zhì),表面電導(dǎo)就比體積電導(dǎo)大很多。
3 、極性電介質(zhì)的表面與水分子之間附著力遠(yuǎn)大于水分子的內(nèi)聚力,很容易吸附水分,而且吸附的水分濕潤整個(gè)表面,形成連續(xù)水膜,這叫做親水性性電介質(zhì),這種電介質(zhì)表面電導(dǎo)很大,如云母、玻璃、纖維材料等;不含極性分子的電介質(zhì)表面與水分子之間的附著力小于水分子的內(nèi)聚力,不容易吸附水分,只在表面形成分散孤立的水珠,不構(gòu)成連續(xù)的水膜,這叫做憎水性電介質(zhì),這種電介質(zhì)表面電導(dǎo)小,如石蠟、聚苯乙烯等。能部分溶于水或脹大、表面粗糙或多孔的電介質(zhì)更容易吸附水分和污染物,其表面電導(dǎo)也很大。
五、電介質(zhì)的性能
1、電介質(zhì)的電導(dǎo)率和電阻率
電介質(zhì)的性能常用電導(dǎo)率或電阻率來表示,電導(dǎo)率和電阻率互為倒數(shù)。固體電介質(zhì)除了通過電介質(zhì)內(nèi)部的電導(dǎo)電流外,還有沿電介質(zhì)表面流過的電導(dǎo)電流。由電介質(zhì)內(nèi)部電導(dǎo)電流所決定的電阻稱為體積電阻;由電介質(zhì)表面電導(dǎo)電流所決定的電阻稱為表面電阻。氣體和液體電介質(zhì)只有體積電阻。
2、電介質(zhì)電導(dǎo)與溫度的關(guān)系
在沒有外加電場時(shí),帶電質(zhì)點(diǎn)在電介質(zhì)分子周圍某平衡位置附近隨分子做不規(guī)則的混亂的熱運(yùn)動(dòng),溫度越高,帶電質(zhì)點(diǎn)熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能越大,就更容易跳越原來的平衡位置,在電場作用下就更容易順電場方向移動(dòng),因此溫度越高,離子電導(dǎo)的電流越大,電介質(zhì)的絕緣電阻越小。
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