測量高壓電纜介質(zhì)損耗的意義以及損耗類型解釋
發(fā)布時間:2021-4-29 11:00:12 來源:本站 瀏覽量:3304 【字體:
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測量高壓電纜介質(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,是評價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,對發(fā)現(xiàn)電纜中存在的缺陷、保障線路的可靠運行以及提高XLPE載流量具有十分重要的意義。
在高壓電場作用下,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,是指在電場的作用下,電介質(zhì)單位時間內(nèi)損耗的電能。如果損耗很大,將會使介質(zhì)溫度升得很高,導(dǎo)致絕緣材料老化,嚴重時會使介質(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重要指標。
介質(zhì)損耗根據(jù)行程的機理可分為馳豫損耗、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E 改變其大小和方向時,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動造成,分別稱為偶極子和熱離子),轉(zhuǎn)向或位移極化需要一定時間(弛豫時間),電介質(zhì)極化與電場就產(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間r比交變電場的周期T大得多,這些粒子就來不及建立極化,電介質(zhì)弛豫極化就很小。在低頻電場下,粒子的弛豫時間比T小得多,但由于單位時間改變方向的次數(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。對于含有極性基團的高分子聚合物,極性基團或一定長度分子鏈亦可產(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、電場頻率有關(guān)。
2.共振損耗
對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,這些振子在電場作用下作受迫振動,并終以熱能方式損耗。當電場頻率比振子頻率高得多或低得多時.損失能量很少。只有當電場頻率等于振子固有頻率(共振)時,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,但當表面電導(dǎo)的急劇增大時,這一損耗往往也急劇增加。它與電場頻率無關(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,它的絕緣溫度遠低于固體絕緣材料。在電場的作用下,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E0作用下移動到氣隙壁上,形成反電場E,此反電場在直流電場下恰好削弱了氣隙中的電場,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E同方向,串聯(lián)介質(zhì)中的電場分布與介電系數(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烈。
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