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電介質(zhì)的電導(dǎo)(或絕緣電阻)
閱讀：673發(fā)布時間：2024-3-20
任何電介質(zhì)總有一些聯(lián)系弱的帶電質(zhì)點存在，在電場作用下，它們可作有方向的運動構(gòu)成電流，因而任何電介質(zhì)都具有一定的電導(dǎo)。在加直流電壓U于介質(zhì)時，初瞬間由于各種極化過程的存在，流過介質(zhì)中的電流是隨時間變化的，在一定時間后，極化過程結(jié)束，流過介質(zhì)的電流趨于一定值I(泄漏電流)，與此對應(yīng)的電阻稱電介質(zhì)的絕緣電阻(R∞)，可用下式求得
對固體介質(zhì)，它應(yīng)包括絕緣的體積絕緣電阻與表面絕緣電阻兩部分。
如果要把絕緣的體積泄漏與表面泄漏分開，應(yīng)在測量回路中加輔助電極，使表面造游不通過測量表計。
介質(zhì)的絕緣電阻決定著介質(zhì)中的泄漏電流，它將引起介質(zhì)發(fā)熱，加速絕緣老化。
介質(zhì)電導(dǎo)(絕緣電阻之倒數(shù))與金屬電導(dǎo)不同，它比金屬的電導(dǎo)小得多，且為離子性的（金屬的電導(dǎo)是電子電導(dǎo))，故與溫度有關(guān)。溫度越高，參與漏導(dǎo)的離子(介質(zhì)本身或雜質(zhì)的)越多，即電導(dǎo)電流越大，所以介質(zhì)電阻具有負的溫度系數(shù)(金屬電器的溫度系數(shù)是正值)。
圖2-8給出了直流電壓作用下流過介質(zhì)的電流變化情況。i1為電容電流分量，它是由加壓初瞬電極間的幾何電容，以及介質(zhì)中的電子式或離子式極化過程所引起的電流，i1存在時間很短，可認為瞬間完成的。i2為吸收電流分量，是由偶極式極化或夾層極化所引起，其存在時間較長，約為幾分至數(shù)十分鐘，有損耗。i2與時間軸所夾的面積，即為吸收電荷。一般地說吸收現(xiàn)象主要是由不均勻介質(zhì)的夾層極化所引起的。I是泄漏電流(或稱傳導(dǎo)電流)，它與絕緣電阻值相對應(yīng)，不隨時間變化。于是介質(zhì)中流過的總電流為
由此可畫出圖2-9的等值電路。其中C0代表無損極化與電極間幾何電容的純電容分支，C0中流過的電流為i1；ra、Ca代表有損耗極化電流分支，其中流過的電流為i2，即吸收電流；r∞代表泄漏電流分支，r∞中流過的電流為i∞=I。
氣體介質(zhì)的電導(dǎo)；在其伏安特性(圖1-1)上，0a段可視為常數(shù)，此后就不再是常數(shù)了，通常氣體絕緣工作在ab段。故只要工作在場強低于其擊穿值時，可不必考慮。
液體介質(zhì)電導(dǎo)：構(gòu)成液體介質(zhì)電導(dǎo)的因素主要有兩種。一種是由液體本身的分子和雜質(zhì)的分子離解為離子；另一種是液體中的膠體質(zhì)點(如變壓器油中懸浮的小水滴)，吸附電荷后變成帶電質(zhì)點。
中性液體的離子電導(dǎo)：主要是由雜質(zhì)離子構(gòu)成(雜質(zhì)電導(dǎo))，極性液體除雜質(zhì)形成外還有本身分子形成的離子，故電導(dǎo)率較高，如前所述，水與精等強極性液體，本身電導(dǎo)已很大，不能作為絕緣材料，但在工程中，介質(zhì)總不免含有一些水分，它在介質(zhì)中起非常有害的影響。
影響液體介質(zhì)電導(dǎo)的因素主要是雜質(zhì)與溫度，
固體介質(zhì)的電導(dǎo)分體積電導(dǎo)與表面電導(dǎo)。體積電導(dǎo)由本身離子和雜質(zhì)離子構(gòu)成，其本身離子電導(dǎo)很小，故一般在溫度不太高時，雜質(zhì)電導(dǎo)起主要作用。雜質(zhì)的形成可以是人為的為一定目的而加入的某種成分，有些是外界侵入的(水分)，故對多孔性材料，要進行防止水分侵入的處理
因體介質(zhì)的表面，在干燥、清潔時，其電導(dǎo)很小。故其表面電導(dǎo)主要是附著于介質(zhì)表面的水分與其他污物引起。此外也與介質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，對中性、弱極性介質(zhì)、水分在其上不能形成連續(xù)的水珠，故表面電阻率較高（硅有機物、石蠟等)：有的介質(zhì)部分溶于水，其電阻率較小(大部分玻璃屬此類)，且與溫度有關(guān)。對多孔性介質(zhì)，其表面電阻、體積電阻均小(纖維材料即屬此類)。
對一些防潮性差的介質(zhì)，要采取表面處理，以增大其表面電阻，如絕緣子表面涂硅有機物等。
絕緣電阻在工程實際中的意義：
(1)在預(yù)防性試驗中，以絕緣電阻值判斷絕緣的優(yōu)劣或是否受潮。
(2)多層介質(zhì)在直流電壓下，電壓分布與電導(dǎo)成反比，故設(shè)計用于直流的設(shè)備要注意所用介質(zhì)的電導(dǎo)，應(yīng)使材料使用合理。
(3)設(shè)計時要考慮絕緣的使用環(huán)境，特別是濕度。
(4)并非所有情況下均要求絕緣電阻值高。如高壓套管法蘭附近上半導(dǎo)體釉，是為改善電壓分布。
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