耐电弧性耐电晕性电阻率热导率.docx

耐电弧性耐电晕性电阻率热导率.docx

《耐电弧性耐电晕性电阻率热导率.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《耐电弧性耐电晕性电阻率热导率.docx（8页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

耐电弧性耐电晕性电阻率热导率

耐弧性用来评价绝缘材料经受电弧作用后其绝缘性能，在有电弧产生的条件下只能选用耐电弧性好的材料才能保证安全。

高分子材料，如氨基模塑料、酚醛模塑料及不饱和聚酯模塑料等常用来制作高压或低压电器开关，开关启闭时常发生电弧，因而这一指标常常用来评价材料能否用于这种场合。

当在材料表面两端电极上形成一电弧时,会引起热裂解及氧化作用,致使塑胶材料表面碳化而具有导电性,此时塑胶材料之绝缘住即告丧失。

因此,耐电弧性是选择高电压用绝缘体时之最重要物性

塑料材料抵抗由高压电弧作用引起变质的能力，通常用电弧焰在材料表面引起碳化至表面所需的时间表示。

PC耐电弧120s

电性能

塑料体积电阻率

（Ω.cm）介电常数

50-106Hz介质损耗

50-106Hz耐电压（3mm厚）V/mm

耐电弧（s）

PBT10163.1-3.30.002-0.0217190

共聚甲醛10143.70.001-0.001520-23（厚1.5mm）熔融

PC2×10162.96-3.170.001-0.0116125

PA67×10143.4-4.00.01-0.0323140

改性PPE10172.64-2.680.0007-0.001420-22

DAP2×10163.4-3.60.009-0.01118118

PF1011－10125-150.08-0.5012-1320

UP1012－10143.2-4.30.006-0.0520125

耐电晕性：

绝缘材料经受电晕放电作用能够抵抗质量下降的性质。

材料在电晕放电电流（约10-9～10-6A）作用下缓慢破坏，原因在于电晕放电产生的氧原子、离子类及氧化氮等对材料进行氧化。

电晕是高压带电体表面向空气游离放电的现象.当高压带电体（例如高压架空线的导线或者其他电气设备的带电部分）的电压达到电晕临界电压,或者其表面电场强度达到电晕电场强度（30~31千伏/厘米）时,在正常气压和强度下,会看到带电体周围出现兰色的辉光放电现象,这就是电晕.

在恶劣的气象条件下（霉雨,大雾等）,出现电晕的电压或电场强度还要降低,或者说在同样电压或电场电场强度下,电晕现象比好天气时更强烈.

由于电晕的辉光放电,对附近的通讯设施会产生干扰,影响通讯质量.更不利的是会引起电晕损耗,尤其是雨,雪,雾天电晕损耗比好天气时将成倍增加,造成电能的极大浪费.在目前情况下,设法减少电晕损失,节约电力能源,具有重大的显示意义.

热导率（导热系数）

是物质导热能力的量度。

符号为λ或K。

其定义为：

在物体内部垂直于导热方向取两个相距1米，面积为1米2的平行平面，若两个平面的温度相差1K，则在1秒内从一个平面传导至另一个平面的热量就规定为该物质的热导率.

瓦特/（米·开）,W/（m·K）

热导率λ很大的物体是优良的热导体；而热导率小的是热的不良导体或为热绝缘体。

单位面积电介质表面对正方形的相对二边间表面泄漏电流所产生的电阻叫做表面电阻率,单位是欧姆/平方米.

体电阻率体电阻率是通过材料厚度的电阻值，单位是Ω·cm。

（体积）电阻率

定义

　　电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。

某种材料制成的长1米、横截面积是1平方毫米的导线的电阻，叫做这种材料的电阻率。

　　电阻率的英文:

resistivity

单位

　　国际单位制中，电阻率的单位是欧姆·米（Ω·m或ohmm），常用单位是欧姆·平方毫米/米。

电阻率的计算公式

　　电阻率的计算公式为：

ρ=RS/l；ρ为电阻率，S为横截面积，R为电阻值，l为导线的长度。

说明

　　①电阻率ρ不仅和导体的材料有关，还和导体的温度有关。

在温度变化不大的范围内，：

几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化，即ρ=ρo（1+at）。

式中t是摄氏温度，ρo是O℃时的电阻率，a是电阻率温度系数。

　　②由于电阻率随温度改变而改变，所以对于某些电器的电阻，必须说明它们所处的物理状态。

如一个220V，1OOW电灯灯丝的电阻，通电时是484欧姆，未通电时只有40欧姆左右。

　　③电阻率和电阻是两个不同的概念。

电阻率是反映物质对电流阻碍作用的属性，电阻是反映物体对电流阻碍作用。

金属导体的电阻率（表）

　　几种金属导体在20℃时的电阻率

　　材料电阻率（Ωm）

（1）银1.6×10-8铂1.0×10-7康铜5.0×10-7

（2）铜1.7×10-8铁1.0×10-7镍铬合金1.0×10-6

　　（3）铝2.9×10-8汞9.6×10-7铁铬铝合金1.4×10-6

　　（4）钨5.3×10-8锰铜4.4×10-7铝镍铁合金1.6×10-6

　　（13）石墨（8～13）×10-6

　　可以看出金属的电阻率较小，合金的电阻率较大，非金

属和一些金属氧化物更大，而绝缘体的电阻率极大。

锗、硅、硒、氧化铜、硼等的电阻率比绝缘体小而比金属大，我们把这类材料叫做半导体（semiconductors）。

总结：

常态下（由表可知）导电性能最好的依次是银、铜、铝，这三种材料是最常用的，常被用来作为导线等，其中铜用的最为广，几乎现在的导线都是铜的（精密仪器，特殊场合除外）铝线由于化学性质不稳定容易氧化已被淘汰。

银导电性能最好但由于成本高很少被采用，只有在高要求场合才被使用，如精密仪器、高频震荡器、航天等。

顺便说下金，在某些场合仪器上触点也有用金的，那是因为金的化学性质稳定故采用，并不是因为其电阻率小所至。

介电常数

介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，原外加电场（真空中）与最终介质中电场比值即为介电常数（permittivity）,又称诱电率.

表征介质在外电场作用下极化程度的物理量叫介电常数．（在交变电场作用下，介质的介电常数是复数，虚数部分反映了介质的损耗）．实际上，介电常数并不是一个不变的数，在不同的条件下，其介电常数也不相同．

介电常数,用于衡量绝缘体储存电能的性能.它是两块金属板之间以绝缘材料为介质时的电容量与同样的两块板之间以空气为介质或真空时的电容量之比。

请问塑料薄膜、干的纸、湿的纸以及玻璃薄片，它们的电容介电常数由大到小怎么排列？

塑料薄膜、玻璃薄片、干的纸、湿的纸。

从大到小

介电常数代表了电介质的极化程度，也就是对电荷的束缚能力，介电常数越大，对电荷的束缚能力越强。

介电常数越大,绝缘性越大,但是绝缘性要考虑很多其他条件,比如电压等级,空气湿度,电压等级高,空气湿度大,空气可能被击穿电离儿导电,介电常数只是从一个方面说明了导电性能!

空气的介电常数接近于1,只有真空中才是标准的1.为是么是1,有严格的数学推导可以证明.氨气的介电常数是很大,但没有考虑水的因素,所以你才会误认为是这样!

　　如果有高介电常数的材料放在电场中，场的强度会在电介质内有可观的下降。

　　电介质经常是绝缘体。

其例子包括瓷器（陶器），云母，玻璃，塑料，和各种金属氧化物。

有些液体和气体可以作为好的电介质材料。

干空气是良好的电介质，并被用在可变电容器以及某些类型的传输线。

蒸馏水如果保持没有杂质的话是好的电介质，其相对介电常数约为80。

　　一个电容板中充入介电常数为ε的物质后电容变大ε倍。

　　电介质有使空间比起实际尺寸变得更大或更小的属性。

例如，当一个电介质材料放在两个电荷之间，它会减少作用在它们之间的力，就像它们被移远了一样。

　　当电磁波穿过电介质，波的速度被减小，有更短的波长。

　　相对介电常数εr可以用静电场用如下方式测量:

首先在其两块极板之间为空气的时候测试电容器的电容C0。

然后，用同样的电容极板间距离但在极板间加入电介质后侧得电容Cx。

然后相对介电常数可以用下式计算

　　εr=Cx/C0

　　对于时变电磁场，物质的介电常数和频率相关，通常称为介电系数。

　　介电常数又叫介质常数，介电系数或电容率，它是表示绝缘能力特性的一个系数，以字母ε表示，单位为法/米

　　附常见溶剂的介电常数

　　H2O（水）78.5

　　HCOOH（甲酸）58.5

　　HCON（CH3）2（N,N-二甲基甲酰胺）36.7

　　CH3OH（甲醇）32.7

　　C2H5OH（乙醇）24.5

　　CH3COCH3（丙酮）20.7

　　n-C6H13OH（正己醇）13.3

　　CH3COOH（乙酸或醋酸）6.15

　　C6H6（苯）2.28

　　CCl4（四氯化碳）2.24

n-C6H14（正己烷）1.88

介电损耗（介质耗损）

　　dielectricloss

　　电介质在交变电场中,由于消耗部分电能而使电解质本身发热的现象。

原因,电解质中含有能导电的载流子,在外加电场作用下,产生导电电流,消耗掉一部分电能,转为热能。

　　表示绝缘材料（如绝缘油料）质量的指标之一。

绝缘材料（如变压器油）在电压作用下所引起的能量损耗。

介电损耗愈小，绝缘材料的质量愈好，绝缘性能也愈好。

通常用介电损耗角正切衡量。

工业频率下的介电损耗角正切一般用西林电桥（高压电桥）测定　　通常用正切tanδ表示。

tanδ=1/WCR（式中W为交变电场的角频率；C为介质电容；R为损耗电阻）。

介电损耗角正切值是无量纲的物理量。

可用介质损耗仪、电桥、Q表等测量。

对一般陶瓷材料，介质损耗角正切值越小越好，尤其是电容器陶瓷。

仅仅只有衰减陶瓷是例外，要求具有较大的介质损耗角正切值。

橡胶的介电损耗主要来自橡胶分子偶极化。

在橡胶作介电材料时，介电损耗是不利的；在橡胶高频硫化时，介电损耗又是必要的，介质损耗与材料的化学组成、显微结构、工作频率、环境温度和湿度、负荷大小和作用时间等许多因素有关。

介电强度（dielectricstrength）是指单位厚度的绝缘材料在击穿之前能够承受的最高电压。

塑料在电工领域的应用极其广泛，其作用主要有两个方面，一是作为电气绝缘材料，二为机械结构材料。

这些材料应用的电工领域，主要是电机，电器工业和电线电缆工业。

电气绝缘材料是使器件在电气上绝缘的，具有一定的机械强度的材料通常具有106~1019.cm的电阻率。

它们在电工技术中的功用如下：

1使导电体与其他部分相互绝缘；2将不同电位的导体分隔开来3提供电容器储能的条件4改善高压电场中的电位梯度。

随着电工技术向高压，高温，大容量，小体积发展，对绝缘材料也提出了更高的性能要求。

1．电介质电绝缘性能的基本概念相当一部分塑料用作绝缘材料，又称电介质。

电介质在外电场作用下，会发生电导，极化，损耗，击穿等过程，这是电介质的基本特性。

在长期使用条件下，电介质还会老化

（1）电介质的电导，它有不导电的能力，但实际上绝缘材料在电场作用下都会有一很小的电流通过，这一电流，称为漏泄电流。

电工上常用体积电阻率和表面电阻率来表征材料内部和表面的绝缘特性。

它们的数值越大，材料的绝缘性能愈好。

（2）电介质的击穿，当施加于电介质两端的外电场强度高于某一临界值后，其电流突然上升，电介质失去绝缘性能，到嫠是暂时地丧失，这种现象称为击穿。

此临界电场强度称为介电强度或电气强度，即材料能承受而不致遭到破坏的最高电场强度，其值为：

在规定的试验条件下发生击穿的电压除以施加电压的两电极间的距离所得的商。

（3）电介质的损耗，电介质从时变场中吸收，以热的形式耗散的功率。

常用损耗角正切来表示。

（4）相对介电常数（简称介电常数）当在一个电容器两极之间的周围全部只由所指明的电介质充满时的电容值与同样电极形式的真空电容值的比。

2．用作电工机械结构材料这是指用作部分支撑，固定及保护等用途的材料，其主要功能为承受机械应力，除了机械强度外，材料或部件的耐挠曲性和尺寸稳定性也十分重要，用作结构材料的塑料，往往也有绝缘作用于，但不是主要功能。

电子工业中的应用制造电子，电气设备各种元器件的材料除了机械强度，耐温，易成型等基本要求外，对电性能的要求因用途不同而差异很大。

电子工业中大量的塑料用作绝缘材料，希望在高温，高频下的绝缘电阻高而介电性能稳定，对有电磁波发射的电子设备既要不让电磁波射向周围环境，又要阻隔外界电磁波对电子设备正常工作的干扰，所以需要一种有一定导电性的塑料来传导和屏蔽电磁波，塑料的一大优点是质量轻，易加工，但因是高分子化合物均有不导电性，但若能从组成或分子结构上作改进赋予良好的导电性则对电子设备的轻巧和功能的延伸是一种新颖材料；有一定磁场强度的磁性塑料能代替天然的磁铁，也是电子工业所追求的新材料。

因此把具有绝缘，屏蔽，导电，导磁功能的塑料在电子工业中的应用进行罗列和分析，对材料的生产者是一种促进，对材料的使用者是一种互通和借鉴。

通讯工程中的应用属于高科技领域的现代通讯产业缺少不了轻质，透明，坚韧，又绝缘的塑料，可以说新型的绝缘线缆，通讯电缆和光缆，光盘等光记录材料以及诸如移动电话，传真机，复印机，电脑打印机等通讯用办公设备的迅速发展，是在近年来各国对通用塑料，工程塑料及其合金塑料进行了大量深入的研究，开发出一系列能满足不同通讯器材上所要求的特殊性能之塑料之后才实现的。