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介質(zhì)的損耗形式—電導(dǎo)(或漏導(dǎo))損耗

日期:2021-02-24瀏覽:3524次

什么是介質(zhì)的損耗形式?由于介質(zhì)損耗的原因是多方面的,所以介質(zhì)損耗的形式也是多種多樣的。當(dāng)然各種不同形式的損耗是綜合起作用的。為了弄清楚產(chǎn)生損耗的原因和影響因素,我們首先把介質(zhì)中的損耗加以簡(jiǎn)化,對(duì)各種損耗形式分別加以研究,然后綜合考慮。

下面主要來(lái)了解一下電導(dǎo)(或漏導(dǎo))損耗。對(duì)于理想的電介質(zhì)來(lái)說(shuō),應(yīng)該不存在電導(dǎo),亦即不存在電導(dǎo)損耗。但是實(shí)際工作中的電介質(zhì)總是或多或少存在一些弱聯(lián)xi帶電粒子(或空位),這些帶電粒子在外電場(chǎng)作用下能沿著與電場(chǎng)平行的方向作貫穿于電極之間的運(yùn)動(dòng),結(jié)果產(chǎn)生了漏導(dǎo)電流,使能量直接損耗。因此介質(zhì)不論是在直流電壓還是在交變電壓作用下都會(huì)產(chǎn)生能量損耗。由于一切實(shí)用工程介質(zhì)材料都有漏導(dǎo)電存在,因此,一切工程介質(zhì)在電場(chǎng)作用下都有電導(dǎo)損耗發(fā)生。

在直流電壓下,由于沒(méi)有周期極化,材料的品質(zhì)可以用體積電阻率。ρv和表面電阻率ρs來(lái)描述。此時(shí)介質(zhì)中的能量損耗(損耗功率)為

 

式中,S為介質(zhì)兩極板重合的面積,cm2;d為介質(zhì)的厚度(即兩極板間的垂直距離),cm;E為電場(chǎng)強(qiáng)度,V/cm;σv為體積電導(dǎo)率,Ω-1 ·cm-1 。

單位體積中介質(zhì)的能量損耗功率為

     P=σVE2                 (4.2-63)

交流電壓下,除電導(dǎo)(漏導(dǎo))損耗外,還有緩慢極化也會(huì)造成損耗。我們考慮用一個(gè)理想電容器(不產(chǎn)生損耗的電容)和一個(gè)理想電阻來(lái)描述介質(zhì)在交流電壓下的損耗情況。利用交流電壓下一般功率的計(jì)算公式可得到介質(zhì)的損耗功率為

P=IVcosφ=IVsinδ                 4.2-64)

式中,I為流經(jīng)介質(zhì)的電流;V為交變電壓;φ電流與電壓間的矢量夾角;δ為損耗角。

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