電機(jī)絕緣材料的電氣性能要求

1、電機(jī)絕緣材料的電氣性能要求繞組運(yùn)行的可靠性和使用壽命，很大程度上取決于絕緣材料的性能。對(duì)絕緣材料性能的基本要求包括電氣性能、耐熱性能和機(jī)械性能，本文Ms.參對(duì)絕緣材料的電氣性能進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。絕緣材料的電氣性能包括擊穿強(qiáng)度，絕緣電阻率、介電系數(shù)和介質(zhì)損耗等。1絕緣材料擊穿強(qiáng)度/毫米表示。絕緣材料的擊穿，大致可分為用絕緣材料擊穿處的厚度除擊穿電壓，以千伏 電擊穿、熱擊穿和放電擊穿三種形式。電擊穿。在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，絕緣內(nèi)部帶電質(zhì)點(diǎn)劇烈運(yùn)動(dòng)，發(fā)生碰撞游離，破壞分子結(jié)構(gòu)， 以致最后擊穿，稱為電擊穿。電擊穿電壓隨材料的厚度線性增加，在均勻電場(chǎng)中，除非沖擊電 壓的時(shí)間短于10秒，電擊穿強(qiáng)度一般與電壓作用時(shí)間

2、無(wú)關(guān)。熱擊穿。在交變電場(chǎng)作用下，絕緣材料內(nèi)部由于介質(zhì)損耗而產(chǎn)生熱量，如不能及時(shí)散出, 將使材料內(nèi)部溫度升高，導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)破壞而擊穿，稱為熱擊穿。熱擊穿電壓隨周圍媒質(zhì)溫度 增加而降低，材料厚度增加，散熱條件變差，擊穿強(qiáng)度降低；頻率增加時(shí)，介質(zhì)損耗增大，擊 穿強(qiáng)度亦會(huì)降低。放電擊穿。在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，絕緣材料內(nèi)部包含的氣泡因電離而放電；雜質(zhì)也因受電場(chǎng) 加熱氣化，產(chǎn)生氣泡，于是使氣泡放電進(jìn)一步發(fā)展，導(dǎo)致整個(gè)材料的擊穿，稱為放電擊穿。絕緣材料的擊穿，往往是上述三種形式同時(shí)存在，很難截然分開(kāi)。用絕緣漆或膠液浸漬絕 緣材料，既可以改善電場(chǎng)分布而提高電擊穿強(qiáng)度，也可以改善散熱條件使熱擊穿強(qiáng)度提高。2絕緣電阻率

3、絕緣材料在電壓的作用下，總會(huì)有微小的漏導(dǎo)電流通過(guò)。此電流一部分流經(jīng)材料內(nèi)部；一 部分流經(jīng)材料表面。因而絕緣電阻率可分為體積電阻率和表面電阻率。體積電阻率表征材料內(nèi) 部電導(dǎo)特性，單位為歐姆米；表面電阻率表征材料表面的電導(dǎo)特性，單位為歐姆。絕緣材料 的體積電阻率通常在 1071019姆米范圍內(nèi)。絕緣材料的電阻率，一般與下列因素有關(guān)。隨著溫度的升高，電阻率成指數(shù)下降。水能促進(jìn)極性分子的離解，因此絕緣電阻率隨濕度增大而下降，對(duì)多孔材料（如絕緣紙） 影響更為靈敏。極性材料等親水物質(zhì)，容易在表面形成連續(xù)的水層而降低表面電阻；非極性材 料如陶瓷、聚四氟乙烯等不易在表面形成連續(xù)水層，因而對(duì)其表面電阻影響較小。

4、絕緣材料中的雜質(zhì)大都產(chǎn)生導(dǎo)電離子，又能促使極性分子的離解，使電阻率迅速下降。在高電場(chǎng)強(qiáng)度作用下，離子的遷移力增大，因而使電阻率下降。3絕緣材料的介電系數(shù)絕緣材料的相對(duì)介電系數(shù)，表示電場(chǎng)作用下，絕緣材料內(nèi)部電荷移動(dòng)的情況，即極化程度。 一般，隨電場(chǎng)頻率增高而逐級(jí)下降；隨材料吸濕而增大；由于溫度影響極化，在某一溫度會(huì) 出現(xiàn)峰值。4絕緣材料的介質(zhì)損耗絕緣材料在電場(chǎng)作用下，由于漏電和極化等原因產(chǎn)生能量損耗。一般用損耗功率或損耗角 正切表示介質(zhì)損耗大小。在直流電壓作用下，將通過(guò)瞬時(shí)充電電流、吸收電流和漏導(dǎo)電流。當(dāng)施加交流電壓時(shí)，則 瞬時(shí)充電電流為無(wú)功電流（電容電流）；漏導(dǎo)電流與電壓同相位，為有功電流；吸

5、收電流則既 有無(wú)功電流分量，也有有功電流分量。影響絕緣材料介質(zhì)損耗的主要因素。頻率。溫度不變時(shí)，損耗角正切在某一頻率時(shí)出現(xiàn)高峰，此時(shí)單位體積內(nèi)的介質(zhì)損耗值P增長(zhǎng)最快。由于不同頻率下具有不同的介質(zhì)損耗，故測(cè)量損耗角正切值時(shí)必須選定一定的頻率，通常 電機(jī)所用的材料，一般都是測(cè)量其工頻時(shí)的介質(zhì)損耗角正切。溫度。頻率不變時(shí)，損耗角正切在某一溫度時(shí)出現(xiàn)峰值，此時(shí)吸收電流所產(chǎn)生的損耗最 大。在低溫區(qū)，漏導(dǎo)電流和吸收電流有功分量均很小，故損耗角正切很?。辉诟邷貐^(qū)，吸收電 流所產(chǎn)生的損耗消失，由漏導(dǎo)損耗決定。某些有機(jī)絕緣材料，其損耗角正切可能在不同的溫度或頻率下出現(xiàn)幾個(gè)峰值。因此在高頻 或高壓電氣設(shè)備中，應(yīng)根據(jù)損耗角正切與溫度和頻率關(guān)系曲線，慎重選擇適當(dāng)?shù)慕^緣材料，避 免在工作頻率和溫度出現(xiàn)損耗角正切峰值，以防止材料加速老化或發(fā)生熱擊穿。電場(chǎng)強(qiáng)度增加。損耗角正切也隨之增大，電壓增加到某一值時(shí)，介質(zhì)內(nèi)部的氣泡或電極 邊緣會(huì)出現(xiàn)局部游離現(xiàn)象，損耗角正切突然顯著增大，這一電壓值稱為起始游離電壓。工程上 常利用起始游離電壓的測(cè)量，檢查絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在的氣隙情況，以控制絕緣質(zhì)量。此外，有些絕緣材料還應(yīng)考慮耐電暈、耐電弧、抗漏電痕跡等電氣性能。電機(jī)對(duì)絕緣材料電氣性能要求，以擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度和絕緣電阻為最重要。根