測(cè)量高壓電纜介質(zhì)損耗的意義以及損耗類型解釋
測(cè)量高壓電纜介質(zhì)損耗的意義以及損耗類型解釋！
介質(zhì)損耗因數(shù)反映絕緣的老化情況，是評(píng)價(jià)電纜絕緣性能的重要參量。另外隨著電纜工作電壓的升高，介質(zhì)損耗產(chǎn)生的熱量將嚴(yán)重限制電纜的傳輸容量及電纜壽命。在110kV下，電纜介質(zhì)損耗可占線芯損耗的11. 8%。因此，研究XLPE電纜的介質(zhì)損耗因數(shù)在工作中的變化規(guī)律，對(duì)發(fā)現(xiàn)電纜中存在的缺陷、保障線路的可靠運(yùn)行以及提高XLPE載流量具有十分重要的意義。
在高壓電場(chǎng)作用下,電介質(zhì)中有一部分電能將轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?，通常轉(zhuǎn)變成熱能。所謂電介質(zhì)的損耗，是指在電場(chǎng)的作用下，電介質(zhì)單位時(shí)間內(nèi)損耗的電能。如果損耗很大，將會(huì)使介質(zhì)溫度升得很高，導(dǎo)致絕緣材料老化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使介質(zhì)熔化、甚至燒焦，喪失絕緣性能。因此介質(zhì)損耗的大小是斷定絕緣性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
介質(zhì)損耗根據(jù)行程的機(jī)理可分為馳豫損耗、共振損耗和電導(dǎo)損耗。另外，還有局部放電損耗。馳豫損耗和共振損耗分別與電介質(zhì)的弛豫極化和共振極化過(guò)程相聯(lián)系，而電導(dǎo)損耗則與電介質(zhì)的電導(dǎo)相關(guān)聯(lián)
1．弛豫損耗
交變電場(chǎng)E 改變其大小和方向時(shí)，電介質(zhì)極化的大小和方向也隨著改變。如電介質(zhì)為極性分子組成（極性電介質(zhì)）或含有弱束縛離子（這類偶極子和離子極化由于熱運(yùn)動(dòng)造成，分別稱為偶極子和熱離子），轉(zhuǎn)向或位移極化需要一定時(shí)間（弛豫時(shí)間），電介質(zhì)極化與電場(chǎng)就產(chǎn)生了相位差，由這種相位差而產(chǎn)生了電介質(zhì)弛豫損耗。如組成電介質(zhì)的極性分子和熱離子的弛豫時(shí)間r比交變電場(chǎng)的周期T大得多，這些粒子就來(lái)不及建立極化，電介質(zhì)弛豫極化就很小。在低頻電場(chǎng)下，粒子的弛豫時(shí)間比T小得多，但由于單位時(shí)間改變方向的次數(shù)很少，電介質(zhì)的弛豫損耗也很小。
弛豫極化過(guò)程在含有極性分子和弱束縛離子的液體和固體電介質(zhì)中產(chǎn)生。對(duì)于含有極性基團(tuán)的高分子聚合物，極性基團(tuán)或一定長(zhǎng)度分子鏈亦可產(chǎn)生轉(zhuǎn)向極化形式的弛豫極化。液體所將性電介質(zhì)的弛豫損耗與黏度有關(guān)，對(duì)于極低黏度的水、酒精等極性電介質(zhì)，弛豫損耗出現(xiàn)在厘米波段：弛豫損耗與溫度、電場(chǎng)頻率有關(guān)。
2.共振損耗
對(duì)于電子彈性位移極化和離子彈性位移極化，電介質(zhì)可以看成是許多振子的集合，這些振子在電場(chǎng)作用下作受迫振動(dòng)，并終以熱能方式損耗。當(dāng)電場(chǎng)頻率比振子頻率高得多或低得多時(shí)．損失能量很少。只有當(dāng)電場(chǎng)頻率等于振子固有頻率（共振）時(shí)，損失能量較大，故稱電介質(zhì)共振損耗。電子彈性位移極化，約在紫外頻率波段，而離子位移極化，約在紅外頻率波段。
3．電導(dǎo)損耗
實(shí)際電介質(zhì)均具有一定電導(dǎo)，由于貫穿電導(dǎo)電流引起的電介質(zhì)損耗（焦耳損耗）稱為電介質(zhì)電導(dǎo)損耗，一般情況下很小，但當(dāng)表面電導(dǎo)的急劇增大時(shí)，這一損耗往往也急劇增加。它與電場(chǎng)頻率無(wú)關(guān)。
4．局部放電損耗
常用的固體絕緣中往往不可避免地含有某些氣隙或油隙，它的絕緣溫度遠(yuǎn)低于固體絕緣材料。在電場(chǎng)的作用下，氣隙中原先發(fā)生局部擊穿（電暈放電）。而放電所形成的電荷，在外施電場(chǎng)E0作用下移動(dòng)到氣隙壁上，形成反電場(chǎng)E，此反電場(chǎng)在直流電場(chǎng)下恰好削弱了氣隙中的電場(chǎng)，很可能放電不再繼續(xù)下去。若外加是交變電壓，經(jīng)半周期后，外加電壓E0反向，正好與前半周氣隙中電荷形成的反電場(chǎng)E同方向，串聯(lián)介質(zhì)中的電場(chǎng)分布與介電系數(shù)成反比，所以交流電壓下電介質(zhì)的局部放電及損耗較直流電壓下強(qiáng)烈。
信息整理：生產(chǎn)廠家揚(yáng)州拓普電氣科技有限公司
介質(zhì)損耗因數(shù)反映絕緣的老化情況，是評(píng)價(jià)電纜絕緣性能的重要參量。另外隨著電纜工作電壓的升高，介質(zhì)損耗產(chǎn)生的熱量將嚴(yán)重限制電纜的傳輸容量及電纜壽命。在110kV下，電纜介質(zhì)損耗可占線芯損耗的11. 8%。因此，研究XLPE電纜的介質(zhì)損耗因數(shù)在工作中的變化規(guī)律，對(duì)發(fā)現(xiàn)電纜中存在的缺陷、保障線路的可靠運(yùn)行以及提高XLPE載流量具有十分重要的意義。
在高壓電場(chǎng)作用下,電介質(zhì)中有一部分電能將轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?，通常轉(zhuǎn)變成熱能。所謂電介質(zhì)的損耗，是指在電場(chǎng)的作用下，電介質(zhì)單位時(shí)間內(nèi)損耗的電能。如果損耗很大，將會(huì)使介質(zhì)溫度升得很高，導(dǎo)致絕緣材料老化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使介質(zhì)熔化、甚至燒焦，喪失絕緣性能。因此介質(zhì)損耗的大小是斷定絕緣性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
介質(zhì)損耗根據(jù)行程的機(jī)理可分為馳豫損耗、共振損耗和電導(dǎo)損耗。另外，還有局部放電損耗。馳豫損耗和共振損耗分別與電介質(zhì)的弛豫極化和共振極化過(guò)程相聯(lián)系，而電導(dǎo)損耗則與電介質(zhì)的電導(dǎo)相關(guān)聯(lián)
1．弛豫損耗
交變電場(chǎng)E 改變其大小和方向時(shí)，電介質(zhì)極化的大小和方向也隨著改變。如電介質(zhì)為極性分子組成（極性電介質(zhì)）或含有弱束縛離子（這類偶極子和離子極化由于熱運(yùn)動(dòng)造成，分別稱為偶極子和熱離子），轉(zhuǎn)向或位移極化需要一定時(shí)間（弛豫時(shí)間），電介質(zhì)極化與電場(chǎng)就產(chǎn)生了相位差，由這種相位差而產(chǎn)生了電介質(zhì)弛豫損耗。如組成電介質(zhì)的極性分子和熱離子的弛豫時(shí)間r比交變電場(chǎng)的周期T大得多，這些粒子就來(lái)不及建立極化，電介質(zhì)弛豫極化就很小。在低頻電場(chǎng)下，粒子的弛豫時(shí)間比T小得多，但由于單位時(shí)間改變方向的次數(shù)很少，電介質(zhì)的弛豫損耗也很小。
弛豫極化過(guò)程在含有極性分子和弱束縛離子的液體和固體電介質(zhì)中產(chǎn)生。對(duì)于含有極性基團(tuán)的高分子聚合物，極性基團(tuán)或一定長(zhǎng)度分子鏈亦可產(chǎn)生轉(zhuǎn)向極化形式的弛豫極化。液體所將性電介質(zhì)的弛豫損耗與黏度有關(guān)，對(duì)于極低黏度的水、酒精等極性電介質(zhì)，弛豫損耗出現(xiàn)在厘米波段：弛豫損耗與溫度、電場(chǎng)頻率有關(guān)。
2.共振損耗
對(duì)于電子彈性位移極化和離子彈性位移極化，電介質(zhì)可以看成是許多振子的集合，這些振子在電場(chǎng)作用下作受迫振動(dòng)，并終以熱能方式損耗。當(dāng)電場(chǎng)頻率比振子頻率高得多或低得多時(shí)．損失能量很少。只有當(dāng)電場(chǎng)頻率等于振子固有頻率（共振）時(shí)，損失能量較大，故稱電介質(zhì)共振損耗。電子彈性位移極化，約在紫外頻率波段，而離子位移極化，約在紅外頻率波段。
3．電導(dǎo)損耗
實(shí)際電介質(zhì)均具有一定電導(dǎo)，由于貫穿電導(dǎo)電流引起的電介質(zhì)損耗（焦耳損耗）稱為電介質(zhì)電導(dǎo)損耗，一般情況下很小，但當(dāng)表面電導(dǎo)的急劇增大時(shí)，這一損耗往往也急劇增加。它與電場(chǎng)頻率無(wú)關(guān)。
4．局部放電損耗
常用的固體絕緣中往往不可避免地含有某些氣隙或油隙，它的絕緣溫度遠(yuǎn)低于固體絕緣材料。在電場(chǎng)的作用下，氣隙中原先發(fā)生局部擊穿（電暈放電）。而放電所形成的電荷，在外施電場(chǎng)E0作用下移動(dòng)到氣隙壁上，形成反電場(chǎng)E，此反電場(chǎng)在直流電場(chǎng)下恰好削弱了氣隙中的電場(chǎng)，很可能放電不再繼續(xù)下去。若外加是交變電壓，經(jīng)半周期后，外加電壓E0反向，正好與前半周氣隙中電荷形成的反電場(chǎng)E同方向，串聯(lián)介質(zhì)中的電場(chǎng)分布與介電系數(shù)成反比，所以交流電壓下電介質(zhì)的局部放電及損耗較直流電壓下強(qiáng)烈。
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