1.電導
極化、介電常數(shù)和損耗現(xiàn)象與絕緣中的電荷儲存形式和聚合物對外部電場的響應有關(guān)。雖然聚合物絕緣不是一個很好的導體,但它顯示出一些程度的電導率。聚合物絕緣可以持續(xù)容納電荷;除了電荷運動和捕獲外,還有電荷釋放。電荷釋放受聚合物形狀變化的影響(不僅包括晶體熔化,還包括非晶體區(qū)域的分子鏈運動);高嶺土顆粒的形狀(尺寸、形狀和結(jié)構(gòu))和聚合物填充物的界面性質(zhì)(以及高嶺土硅烷涂層的程度和特性)也是影響因素。此外,大量的其他添加劑也起到了影響作用。起初,并非材料中的成分都會被捕獲;外來離子可以直接促進其電導率。
2.電纜響應
包頭電力電纜廠家介紹了電場下聚合物絕緣材料的響應特性。本節(jié)將從工程角度討論電纜響應(不僅是電纜材料)。
從傳統(tǒng)的角度來看,當電纜承受直流電壓時,會產(chǎn)生三種類型的電流,即電容電流、吸收電流和泄漏電流。
施加DC電壓后,電容電流立即出現(xiàn);電纜(如電容)變?yōu)槌潆姞顟B(tài)。這里沒有化學反應,只有電荷積累。這是由于帶電原子的重新排列。這種現(xiàn)象發(fā)生得很快,時間常數(shù)通常只有幾秒鐘。這不是影響穩(wěn)定性的一個重要因素。吸收電流,又稱極化電流,是受電場作用的極性分子的臨時重排;材料的相應特性見《運行場強絕緣材料響應:極化》。這將導致介質(zhì)損失;直流電場下的介質(zhì)損失很小,但交流電場下的介質(zhì)損失明顯。
前面沒有提到泄漏電流。對于電纜,泄漏電流比較明顯,提供絕緣“狀態(tài)”一個適應癥。它能反映聚合物絕緣阻止電荷運動的能力;導致陷阱的極化和介電現(xiàn)象不足以使離子和電子流入并通過絕緣。
從電力電纜穩(wěn)定性的角度來看,泄漏電流是本節(jié)討論的三種電流中重要的一種。泄漏電流應與外部電場成正比;如果它是非線性的,則絕緣水平會下降。
3.電場下聚合物響應的總結(jié)
以上解釋了絕緣材料的體積電阻率、極化、介電常數(shù)、介質(zhì)損耗和界面極化以及電纜泄漏電流的概念,其中:
·體積電阻率是一種定義明確的特性,可以反映聚合物作為絕緣材料的性能。
·極化可以估計聚合物偶極子在外加電場下的反應及其對變質(zhì)的影響。
·介電常數(shù)提供絕緣存儲電荷方式和程度的信息;非極性絕緣的介電常數(shù)低于極性絕緣。介質(zhì)損耗提供了電能在額外電場下轉(zhuǎn)化為熱量消耗和極化。
·界面極化與礦物填充系統(tǒng)有關(guān)(也是老化過程中的內(nèi)部現(xiàn)象)。
電纜結(jié)構(gòu)中,外加電壓會產(chǎn)生流經(jīng)絕緣的泄漏電流。泄漏電流可以提供一些關(guān)于電纜系統(tǒng)未來穩(wěn)定性的定量信息。
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