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電纜絕緣性能的探討
絕緣通?？煞譅?wèi)氣體絕緣、液體絕緣和固體絕緣三類。在理論運(yùn)用中，固體絕緣仍是普遍運(yùn)用，且可靠的一種絕緣物質(zhì)。
有強(qiáng)電作用下，絕緣物質(zhì)可以被擊穿而喪失其絕緣功用。在上述三種絕緣物質(zhì)中，氣體絕緣物質(zhì)被擊穿后，一旦去掉外界要素（強(qiáng)電場(chǎng)）后即可自行恢復(fù)其固有的電氣絕緣功用；而固體絕緣物質(zhì)被擊穿以后，則不可逆地完全喪失了其電氣絕緣功用。因此，電氣線路與設(shè)備的絕緣選擇必需與電壓等級(jí)相配合，而且須與運(yùn)用環(huán)境及運(yùn)轉(zhuǎn)條件相順應(yīng)，以保障絕緣的安全作用。
此外，由于腐蝕性氣體、蒸氣、潮氣、導(dǎo)電性粉塵以及機(jī)器操作等緣由，均可以使絕緣物質(zhì)的絕緣功用降低甚至破壞。而且，日光、風(fēng)雨等環(huán)境要素的暫時(shí)作用，也可以使絕緣物質(zhì)老化而逐漸失掉其絕緣功用。
概括來說，影響絕緣材料功用的主要目的有：
1、絕緣電阻、電阻率：電阻是電導(dǎo)的倒數(shù)，電阻率是單位體積內(nèi)的電阻。材料導(dǎo)電越小，其電阻越大，兩者成倒數(shù)關(guān)系，對(duì)絕緣材料來說，總是希望電阻率盡可以高。
2、相對(duì)介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切：絕緣材料用途有二：電網(wǎng)絡(luò)各部件的相互絕緣和電容器的介質(zhì)（儲(chǔ)能）。前者要求相對(duì)介電常數(shù)小，后者要求相對(duì)介電常數(shù)大，而兩者都要求介質(zhì)損耗角正切小，尤其是在高頻與高壓下運(yùn)用的絕緣材料，爲(wèi)使介質(zhì)損耗小，都要求采用介質(zhì)損耗角正切小的絕緣材料。
3、擊穿電壓、電氣強(qiáng)度：在某一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)下絕緣材料發(fā)作破壞，失掉絕緣功用變爲(wèi)導(dǎo)電形狀，稱爲(wèi)擊穿。擊穿時(shí)的電壓稱爲(wèi)擊穿電壓（介電強(qiáng)度）。電氣強(qiáng)度是在規(guī)則條件下發(fā)作擊穿時(shí)電壓與承受外施電壓的兩電極間距離之商，也就是單位厚度所承受的擊穿電壓。關(guān)于絕緣材料而言，普通其擊穿電壓、電氣強(qiáng)度的值越高越好。
4、拉伸強(qiáng)度：是在拉伸實(shí)驗(yàn)中，試樣承受的極大拉伸應(yīng)力。它是絕緣材料力學(xué)功用實(shí)驗(yàn)運(yùn)用廣、是有代表性的實(shí)驗(yàn)。
5、耐熄滅性：指絕緣材料接觸火焰時(shí)抵抗熄滅或分開戰(zhàn)焰時(shí)阻止繼續(xù)熄滅的才干。隨著絕緣材料運(yùn)用日益擴(kuò)展，對(duì)其耐熄滅性要求更顯重要，人們經(jīng)過各種伎倆，改善和提高絕緣材料的耐熄滅性。耐熄滅性越高，其安全性越好。
6、耐電?。涸谝?guī)則的實(shí)驗(yàn)條件下,絕緣材料耐受沿其表面的電弧作用的才干。實(shí)驗(yàn)時(shí)采用交流高壓小電流，借高壓在兩電極間發(fā)作的電弧作用，使絕緣材料表面構(gòu)成導(dǎo)電層所需的時(shí)間來判別絕緣材料的耐電弧性。時(shí)間值越大，其耐電弧性越好。
7、密封度：對(duì)油質(zhì)、水質(zhì)的密封隔離比較好。
而影響電介質(zhì)的四大基本常數(shù)是：
介電常數(shù)：是指以電極化的方式傳遞、存儲(chǔ)或記載電的作用。
電導(dǎo)：是指電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下存在的透露電流。
介電損耗：是電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下存在電能的損耗。
介電強(qiáng)度：是指在強(qiáng)電場(chǎng)下可以招致電介質(zhì)的破壞。
好的電介質(zhì)要求較容易極化，具有較高的介電常數(shù)和介電強(qiáng)度，較低的電導(dǎo)和介電損耗。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度逾越某一臨界值時(shí)，介質(zhì)由介電形狀變爲(wèi)導(dǎo)電形狀，這種現(xiàn)象稱介電強(qiáng)度的破壞，或叫介質(zhì)的擊穿。介質(zhì)擊穿時(shí)，相應(yīng)的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度稱爲(wèi)介電強(qiáng)度，或稱爲(wèi)擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度。故介電強(qiáng)度是一種材料作爲(wèi)絕緣體時(shí)的耐電強(qiáng)度的量度。它定義爲(wèi)試樣被擊穿時(shí)，單位厚度承受的極大電壓， 表示爲(wèi)伏特每單位厚度；物質(zhì)的介電強(qiáng)度越大， 它作爲(wèi)絕緣體的質(zhì)量越好。下表列出了電纜常用絕緣材料的介電強(qiáng)度參考值，其中橡膠類是以原膠作爲(wèi)參考材料。
電纜常用絕緣材料的介電強(qiáng)度
材料 介電強(qiáng)度（kV/cm） 材料 介電強(qiáng)度（kV/cm）
空氣 33 XLPE 250
云母帶 180 低煙無鹵 200
聚酯帶 1300 EPDM 300
PVC 200 CPE 220
PE 250 硅橡膠 300
氣體絕緣材料具有高的電離場(chǎng)強(qiáng)和擊穿場(chǎng)強(qiáng)，擊穿后能迅速恢復(fù)絕緣功用，化學(xué)動(dòng)搖性好，不燃、不爆、不老化，無腐蝕性，不易爲(wèi)放電所分解，而且比熱容大，導(dǎo)熱性、活動(dòng)性均好?？諝馐怯玫闷毡榈臍怏w絕緣材料。例如，交、直流輸電線路的架空導(dǎo)線間，架空導(dǎo)線對(duì)地間均由空氣絕緣。高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器也采用氣體絕緣介質(zhì)，早期采用高氣壓的氮或二氧化碳，現(xiàn)多用六氟化硫（SF6）。SF6還用于制造高壓斷路器、金屬封鎖式組合電器、氣體絕緣的輸電管道電纜和氣體絕緣變壓器等。
我們討論的絕緣材料中含有氣泡時(shí)，氣泡的相對(duì)介電常數(shù)ε很小，因此加上電壓后氣泡上的電場(chǎng)較高。而氣泡本身的抗電強(qiáng)度比固體介質(zhì)要低的多（普通空氣的Eb≈33kv/cm），所以首先氣泡擊穿，惹起其他放電（電離），發(fā)作大批的熱，容易惹起整個(gè)介質(zhì)擊穿；由于在發(fā)作熱量的同時(shí)，構(gòu)成相當(dāng)高的內(nèi)應(yīng)力，材料也易喪失機(jī)器強(qiáng)度而被破壞。
空氣的相對(duì)介電常數(shù)接近1，而一切的固體絕緣材料都大于1。在一個(gè)電場(chǎng)中的強(qiáng)度是按各種絕緣材料的介電常數(shù)來分配的，與介電常數(shù)成反比。所以我們希望各種絕緣材料的介電常數(shù)都等于空氣的介電常數(shù)1，這是理想不過的。當(dāng)然這是不可以的。所以只需去選擇介電常數(shù)盡量低的材料（當(dāng)然還要思索其他的要素--比如耐溫、絕緣功用、絕緣電阻和本錢等綜合要從來選擇）。但假設(shè)兩種材料的介電常數(shù)相差很大，他們之間的場(chǎng)強(qiáng)極不均勻，會(huì)構(gòu)成介電常數(shù)低的材料（比如空氣）場(chǎng)強(qiáng)反而很大，先被擊穿的不良后果。故相對(duì)介電常數(shù)與介質(zhì)的電功用沒有直接和肯定的關(guān)系。
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