
介质损耗的基本类型包括电导损耗、极化损耗、游离损耗(电离损耗)、结构损耗,其产生条件如下:
电导损耗:由介质中的泄漏电流引发,与介质电导率直接相关。当介质存在微量杂质或水分时,电场作用下杂质离子或水分子解离成带电粒子,形成微弱电流并产生能量损耗。例如,云母材料内部的水分在电场中解离,带电粒子移动形成电流,导致电导损耗;绝缘油老化后电导率升高,同样会加剧此类损耗。
极化损耗:主要在交流电压下发生,与极性介质或不均匀介质的极化过程相关。缓慢极化(如松弛极化、空间电荷极化)需较长时间(10秒以上)达到稳定状态,此过程中能量以热形式耗散;若外加电场频率较高,极化速度无法跟上电场变化,也会引发损耗。例如,塑料类材料分子链长且柔软,电场中分子反复转向产生摩擦发热,形成“极化松弛损耗”;陶瓷介质因晶界层极化滞后,高频下损耗显著增加。
游离损耗(电离损耗):高电压作用下,气体或液体介质中局部场强超过临界值时,介质发生电离(游离)并吸收能量。例如,含气孔的固体介质(如电缆绝缘层)在电场强度超过气孔内气体电离阈值时,气体电离导致损耗;变压器油中气泡在高场强下电离,同样引发此类损耗。
结构损耗:在高频电场和低温条件下,与介质内部结构的紧密程度密切相关。此类损耗通常出现在结构疏松或存在微观缺陷的介质中,高频电场下结构振动或缺陷处的局部放电导致能量耗散。例如,某些高分子材料在低温下分子链运动受限,高频电场中结构松弛过程受阻,产生结构损耗。
需注意,腐蚀磨损、冲蚀磨损、气蚀磨损及磨粒磨损虽为介质作用下的损耗形式,但属于机械磨损范畴,与电介质物理特性无关,因此不纳入介质损耗的典型分类。
