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第一篇关于介质损耗的一些基本概念1、介质损耗与介质损耗因数：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。
也叫介质损失，简称介损。
介质损耗指的是电介质在电场作用下引起的能量损耗，主要分为三种形式：漏导引起的损耗、电介质极化引起的损耗、局部放电引起的损耗。
直流电压作用下电介质里的损耗主要是漏导损耗，用绝缘电阻或漏导电流表示就可以了，因此平常讨论的介质损耗均为针对交流电压作用下电介质中的损耗。
2、介质损耗角δ：在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角为φ)的余角(δ)。
简称介损角。
3、介质损耗正切值tgδ：又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值。
简称介损角正切。
根据推导当电介质、外加电压及其频率一定时，介质损耗P与介质损耗因数tgδ成正比，所以可以用tgδ来表征介质损耗的大小，工程上都是通过测量计算tgδ值来表示介损的大小。
4、高压介质损耗测量仪：简称介损仪，是指采用电桥原理，应用数字测量技术，对介质损耗角正切值和电容量进行自动测量的一种新型仪器。
一般包含高压电桥、高压试验电源和高压标准电容器三部分。
5、外施：使用外部高压试验电源和标准电容器进行试验，对介损仪的示值按一定的比例关系进行计算得到测量结果的方法。
6、内施：使用介损仪内附高压电源和标准器进行试验，直接得到测量结果的方法。
7、正接线：用于测量不接地试品的方法，测量时介损仪测量回路处于地电位。
8、反接线：用于测量接地试品的方法，测量时介损仪测量回路处于高电位，他与外壳之间承受全部试验电压。
9、常用介损仪的分类：现常用介损测试仪有西林型和M型两种。
QS1和KD9000属于西林型。
10、常用抗干扰方法：目前介质损耗测量中常见抗干扰方法有以下几种：倒相法、移相法、变频法和移相跟踪抗干扰法等。
11、准确度的表示方法tgδ：±（1%D+0.0004）CX：±（1%C+1pF）加号前表示为相对误差，加号后表示为绝对误差。
西安交通大学14春学期《高电压技术》离线作业《高压电技术》第一章电介质的极化、电导和损耗本章要点：1.电介质的极化；2.电介质的电导；3.电介质的损耗。
本章目标：1.掌握电介质极化的概念、分类及特点；2.掌握相对介电常数的概念，了解电介质极化在工程上的意义；3.掌握电介质电导的概念及其特点；4.掌握电介质损耗的概念、特点及其工程意义。
本章重点：1.电介质极化的概念；2.电介质电导的概念及其工程意义；3.电介质损耗的概念及其工程意义。
本章难点1.电介质的极化、电导和损耗的概念一、单项选择题：1.极化时间最长的是( D )。
A.电子式极化 B.离子式极化C.偶极子极化D.空间电荷极化2.下列因素中，对固体电介质的tgδ影响不明显的是( D )。
A.湿度B.电源频率C.表面污秽D.大气压强3.下列电介质中属于离子结构的是（ B ）。
A.纤维B.云母C.空气D.变压器油二、填空题：1.夹层极化相当于增大了整个电介质的等值电容。
2.电介质极化的基本形式有电子式极化、离子式极化、偶极子式极化、空间电荷极化（夹层式极化）。
3.εr是表征电介质在电场作用下极化程度的物理量。
- 1 -《高压电技术》4.在电介质的四种极化形式中，无损极化形式有电子式极化、离子式极化。
5.在电介质的四种极化形式中，有损极化形式有偶极子式极化、空间电荷极化（夹层式极化）。
6.选用电容器的绝缘介质时，希望εr 大些，这样可使电容器单位容量的体积和质量减小。
7.电介质的电导是离子性电导，金属的电导是电子性电导。
8.电导率是表征电介质电导强弱程度的物理量。
9.影响液体介质电导的主要因素有电场强度、温度、杂质。
10.固体电介质的电导分为体积电导和表面电导。
11.给电介质加上较低的电压时，介质中的能量损耗有电导损耗和极化损耗。
12.在直流电压作用下，电介质中只有电导损耗。
13.在交流电压作用下，介质中的有功功率P = U2?Ctg? 。
名词解释：1)介质损耗：在电场作用下，电介质由于电导引起的损耗和有损极化损耗，总称为介质损耗。
2)介质损耗极数：tgs=Jt/Jc为介质中总的有功电流密度与总的无功电流密度之比。
3)激励：一个原子的外层电子跃迁到较远的轨道上去的现象。
所需能量成为激励能We。
4)电离：使原来的一个中性原子变成一个自由电子和一个带正电荷的离子。
5)电子崩：随着气熄场强增大，气体中产生撞击电离，电离出的离子和电子在电场驱引下又参加到撞击电离中去电离就像雪崩似的增大6)平均自由程：一个质点两次碰撞之间的平均距离。
其与密度呈反比。
7)电晕：在极不均匀的电场中，当外加电压及平均场强还较低时，电极曲率半径较小处，附近空间的局部场强已很大。
在这局部强场处，产生强烈的电离，伴随着电离而存在复合和反激励，辐射出大量光子，使在黑暗中可以看到在该电极附近空间有蓝色的晕光，称为电晕。
8)气隙沿面放电：沿气体与固体（或液体）介质的分界面发展的放电现象。
9)闪络：沿面放电发展到贯穿两极，使整个气隙沿面击穿的现象。
10)静态击穿电压：长时间作用在气隙上能使气隙击穿的最低电压。
静态击穿时间：生涯时间，统计延时，放电发展时间。
11)伏秒特性：气隙的击穿电压要用电压峰值和延续时间二者共同表示，这就是该气隙在该电压波形下的伏秒特性。
12)50%击穿电压：指气隙被击穿的概率为50%的冲击电压峰值，反映了该气隙地基本耐电强度。
13)2us冲击击穿电压：气隙击穿时，击穿前时间小于和大于2us 的概率各为50%的冲击电压。
这也就是50%曲线与2us 时间标尺相交点的电压值。
14)标准参考大气条件：温度：压强：湿度：15)固体电介质击穿的机理：电击穿、热击穿。
16)电击穿：由电场的作用使介质中的某些带电质点积累的数量和运动的速度达到一定程度，使介质失去了绝缘性能，形成导电通道。
（类似于气体击穿）17)热击穿：由电场作用下，介质内的损耗发出的热量多于散逸的热量，使介质温度不断上升，最终造成介质本身的破坏，形成导电通道。
电介质四大基本参数
电介质四大基本参数是指电介质的电阻率、电导率、介电常数和介电损耗因数。
1. 电阻率：电阻率是指电介质中电流通过时所需要的电势差，单位是欧姆/米，符号为ρ，其计算公式为：ρ=U/I，其中U为
电介质中电流通过时所需要的电势差，单位是伏特，I为电流，单位是安培。
2. 电导率：电导率是指电介质中电流通过时所需要的电势差，单位是西门子/米，符号为σ，其计算公式为：σ=I/U，其中U
为电介质中电流通过时所需要的电势差，单位是伏特，I为电流，单位是安培。
3. 介电常数：介电常数是指电介质中电场强度和电介质中电位的比值，单位是介电常数，符号为ε，其计算公式为：ε=E/U，其中E为电场强度，单位是伏/米，U为电介质中电位，单位
是伏特。
4. 介电损耗因数：介电损耗因数是指电介质中电流通过时所需要的电势差，单位是无量纲，符号为tanδ，其计算公式为：
tanδ=Im/Re，其中Im为电介质中电流的虚部，Re为电介质中
电流的实部。
电介质四大基本参数是电介质特性的重要指标，它们的测量和分析对于研究电介质的特性和性能具有重要意义。
第一篇高电压绝缘及试验第一章电介质的极化、电导和损耗1-1电介质的极化根据电介质的物质结构，电介质极化具有以下四种基本类型：电子位移极化；离子位移极化；转向极化；空间电荷极化。
现分别加以说明。
一、电子位移极化E=0电子云负电荷中心原子核感应偶极矩E原子核（a） (b)图1-1-1 电子位移极化（a）极化前；（b）极化后一切电介质都是由分子构成的，而分子又是由原子组成的，每个原子都是由带正电荷的原子和带负电荷的电子云构成的。
当不存在外电场时，电子云的中心与原子核重合，如图1-1-1（a）所示，此时，感应电矩为零。
当外加一个电场，电场力将使荷正电的原子向电场方向位移，荷负电的电子云中心向电场反方向位移，但原子核对电子云的引力又使两者倾向于重合，当这两种作用力达到平衡时，感应电矩也达到稳定，这个过程叫做电子位移极化。
二、离子位移极化在由离子结合成的介质内，外电场的作用除了促使离子内部产生电子位移极化外，还产生正、负离子相对位移而形成的极化，称为离子位移极化。
如图1-1-2示出了氯化钠晶体的离子位移极化。
E图1-1-2 氯化钠晶体的离子位移极化三、转向极化在极性介质中，宏观上对外并不呈现合成电矩，当有外电场时，每个分子的固有偶极矩就有转向电场方向的趋势，顺电场方向做定向排列，但是由于受分子热运动的干透，这种转向定向的排列，只能达到某种程度，而不能完全，随场强和温度的不同，这种转向排列在不同的程度上达到平衡，对外呈现宏观电矩，这就是极性分子的转向极化。
四、空间电荷极化在大多数绝缘结构中，电介质往往呈现层式结构（宏观或微观的），电介质中也可能存在晶格缺陷。
在电场的作用下，带电质点在电介质中移动时，可能被晶格缺陷捕获，或在两层介质的界面上堆积，造成电荷在介质空间中新的分布，从而产生电矩，这种极化称为空间电荷极化。
表1 各种极化形式对比1-2 电介质的介电常数一、 介电常数的物理意义从物理学课程中得知，在真空中，有关系式0D E =ε（1-2-1）式中：E 为场强矢量（V/m ）；D 为电位移矢量（C/m 2）。
