電容器相關(guān)概念

損耗角正切電力電容器是一種實際電容器、不是理想電容器，在外施交流電壓的作用下，除了會輸出一定容量的無功功率Q之外，在電容器的內(nèi)部介質(zhì)中、在電容器的極板（鋁箔）中、引線等導(dǎo)體中，以及在瓷瓶間的漏泄電流等都會產(chǎn)生一定的有功損耗功率 P。通常把電容器的有功功率P與無功功率Q的比值稱做為該電容器的損耗角正切，并用下式表示：tan&=P/Q式中：tand—電容器的損耗角正切（％）；P—電容器的有功功率（W）；Q—電容器的無功功率（var）o固體電介質(zhì)擊穿導(dǎo)致?lián)舸┑淖畹团R界電壓稱為擊穿電壓。均勻電場中，擊穿電壓與介質(zhì)厚度之比稱為擊穿電場強度（簡稱擊穿場強，又稱介電強度）。它反映固體電介質(zhì)自身的耐電強度。不均勻電場中，擊穿電壓與擊穿處介質(zhì)厚度之比稱為平均擊穿場強，它低于均勻電場中固體介質(zhì)的介電強度。固體介質(zhì)擊穿后，由于有巨大電流通過，介質(zhì)中會出現(xiàn)熔化或燒焦的通道，或出現(xiàn)裂紋。脆性介質(zhì)擊穿時，常發(fā)生材料的碎裂，可據(jù)此破碎非金屬礦石。固體電介質(zhì)擊穿有3種形式：電擊穿、熱擊穿和電化學(xué)擊穿。電擊穿是因電場使電介質(zhì)中積聚起足夠數(shù)量和能量的帶電質(zhì)點而導(dǎo)致電介質(zhì)失去絕緣性能。 熱擊穿是因在電場作用下，電介質(zhì)內(nèi)部熱量積累、溫度過高而導(dǎo)致失去絕緣能力。電化學(xué)擊穿是在電場、溫度等因素作用下，電介質(zhì)發(fā)生緩慢的化學(xué)變化，性能逐漸劣化，最終喪失絕緣能力。固體電介質(zhì)的化學(xué)變化通常使其電導(dǎo)增加 ，這會使介質(zhì)的溫度上升，因而電化學(xué)擊穿的最終形式是熱擊穿。溫度和電壓作用時間對電擊穿的影響小，對熱擊穿和電化學(xué)擊穿的影響大；電場局部不均勻性對熱擊穿的影響小，對其他兩種影響大。熱擊穿。電極間介質(zhì)在一定外加電壓作用下，其中不大的電導(dǎo)最初引起較小的電流。電流的焦耳熱使樣品溫度升高。但電介質(zhì)的電導(dǎo)會隨溫度迅速變大而使電流及焦耳熱增加。若樣品及周圍環(huán)境的散熱條件不好，則上述過程循環(huán)往復(fù)，互相促進，最后使樣品內(nèi)部的溫度不斷升高而引起損壞。在電介質(zhì)的薄弱處熱擊穿產(chǎn)生線狀擊穿溝道。擊穿電壓與溫度有指數(shù)關(guān)系，與樣品厚度成正比；但對于薄的樣品，擊穿電壓比例于厚度的平方根。熱擊穿還與介質(zhì)電導(dǎo)的非線性有關(guān)，當(dāng)電場增加時電阻下降，熱擊穿一般出現(xiàn)于較高環(huán)境溫度。在低溫下出現(xiàn)的是另一種類型的電擊穿。電擊穿。又稱本征擊穿。電介質(zhì)中存在的少量傳導(dǎo)電子在強外電場加速下得到能量。若電子與點陣碰撞損失的能量小于電子在電場加速過程中所增加的能量，則電子繼續(xù)被加速而積累起相當(dāng)大的動能，足以在電介質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生碰撞電離，形成電子雪崩現(xiàn)象。結(jié)果電導(dǎo)急劇上升，最后導(dǎo)致?lián)舸?1935年，A.R.希佩爾最先提出電子碰撞電離概念。后來，H.弗羅利希等人曾對擊穿場強作過定量計算。開始擊穿時電子所須具有的能量稱為擊穿判據(jù)。在不完整或摻雜單晶和一些非晶態(tài)電介質(zhì)中，缺陷和雜質(zhì)形成的淺位阱束縛的電子所需激活能要比禁帶寬度小很多。受外電場加速的傳導(dǎo)電子更容易使這部分電子被激活參與導(dǎo)電而引起擊穿。電擊穿的另一種機制是1934年C.曾訥提出來的內(nèi)部冷發(fā)射模型。認(rèn)為強外電場使能帶發(fā)生傾斜。因而價帶上的電子出現(xiàn)隧道效應(yīng)。當(dāng)場強為106V/cm數(shù)量級時,電子可通過隧道效應(yīng)移動幾百個原子的距離。在約10-12秒時間內(nèi)導(dǎo)帶就可以出現(xiàn)足夠數(shù)量的電子而引起擊穿。此外，在強電場下金屬電極中的自由電子也可以注入于電介質(zhì)而參與導(dǎo)電，稱為外部冷發(fā)射。在研究堿族鹵晶體的電擊穿時，還提出了等離子體“電磁箍縮模型”?；瘜W(xué)擊穿。電介質(zhì)中強電場產(chǎn)生的電流在例如高溫等某些條件下可以引起電化學(xué)反應(yīng)。例如離子導(dǎo)電的固體電介質(zhì)中出現(xiàn)的電解、還原等。結(jié)果電介質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，或者是分離出來的物質(zhì)在兩電極間構(gòu)成導(dǎo)電的通路?；蛘呤墙橘|(zhì)表面和內(nèi)部的氣泡中放電形成有害物質(zhì)如臭氧、一氧化碳等，使氣泡壁腐蝕造成局部電導(dǎo)增加而出現(xiàn)局部擊穿，并逐漸擴展成完全擊穿。溫度越高，電壓作用時間越長，化學(xué)形成的擊穿也越容易發(fā)生。電介質(zhì)擊穿dielectricbreakdown在強電場作用下，電介質(zhì)喪失電絕緣能力的現(xiàn)象。分為固體電介質(zhì)擊穿、液體電介質(zhì)擊穿和氣體電介質(zhì)擊穿3種。擊穿---絕緣物質(zhì)在電場的作用下發(fā)生劇烈放電或?qū)щ姷默F(xiàn)象叫擊穿。介質(zhì)損耗角目錄［隱藏］簡介其他介質(zhì)損耗檢測的意義及其注意問題［編輯本段］簡介dielectriclossangle又稱介電相位角。反映電介質(zhì)在交變電場作用下，電位移與電場強度的位相差。在交變電場作用下，根據(jù)電場頻率、介質(zhì)種類的不同，其介電行為可能產(chǎn)生兩種情況。對于理想介質(zhì)電位移與電場強度在時間上沒有相位差，此時極化強度與交變電場同相位，交流電流剛好超前電壓n/2。對于實際介質(zhì)而言，電位移與電場強度存在位相差。此時介質(zhì)電容器交流電流超前電壓的相角小于n/2。由此，介質(zhì)損耗角等于n/2與介質(zhì)電容器交流電流超差電壓的相角之差。［編輯本段］其他介質(zhì)損耗角是在交變電場下，電介質(zhì)內(nèi)流過的電流向量和電壓向量之間的夾角（即功率向量角?）的余角&，簡稱介損角。 介質(zhì)損耗角（介損角）是一項反映高壓電氣設(shè)備絕緣性能的重要指標(biāo)。介損角的變化可反映受潮、劣化變質(zhì)或絕緣中氣體放電等絕緣缺陷，因此測量介損角是研究絕緣老化特征及在線監(jiān)測絕緣狀況的一項重要內(nèi)容。［編輯本段］介質(zhì)損耗檢測的意義及其注意問題（1）在絕緣設(shè)計時，必須注意絕緣材料的tan&值。若tan&值過大則會引起嚴(yán)重發(fā)熱，使絕緣加速老化，甚至可能導(dǎo)致熱擊穿。而在直流電壓下，tan&較小而可用于制造直流或脈沖電容器。 （2）值反映了絕緣的狀況，可通過測量tan6=f（e）的關(guān)系曲線來判斷從良狀態(tài)向劣化狀態(tài)轉(zhuǎn)化的進程，故tan6的測量是電氣設(shè)備絕緣試驗中的一個基本項目。 （3）通過研究溫度對tan&值的影響，力求在工作溫度下的tan&值為最小值而避開最大值。 （4）極化損耗隨頻率升高而增大，尤其電容器采用極性電介質(zhì)時，其極化損耗隨頻率升高增加很快，當(dāng)電源中出現(xiàn)高次（如3次、5次）諧波時，就很容易造成電容器絕緣材料因過熱而擊穿。 （5）用于沖擊測量的連接電纜，其絕緣的tan6必須很小，否則所測沖擊電壓通過電纜后將發(fā)生嚴(yán)重的波形畸變，影響到測量的準(zhǔn)確性。對于時變電磁場，物質(zhì)的介電常數(shù)和頻率相關(guān)，通常稱為介電系數(shù)。另外：一般情況下化合物介電常數(shù)越大，化合物的極性也越大。在天然產(chǎn)物提取分離當(dāng)中，