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高电压对绝缘电阻的影响:泄露电流

2015.11.04 12:57 评论:0

绝缘材料在恒定电压的作用下,总有一微小的泄漏电流通过。泄漏电流的大小与材料的电导率成正比,与其绝缘电阻成反比。将一块固体绝缘材料两端加上直流电压,则流过其内部(而非表面)的电流随时间的变化趋势如下图所示所示。

固体绝缘材料中的电流i与时间t的关系

固体绝缘材料中的电流i与时间t的关系

在接通电源的瞬间,充电电流ic可达到很高值,但迅速进入吸收电流阶段。ia是由于介质内分子、离子等的极化造成的,其大小随时间变化,也受电极形状、介质的种类以及温度等的影响。吸收电流完全衰减至一恒定电流值ig往往需要数分钟以上的时间,有的材料甚至需要几小时至几天的时间,ig称为泄漏电流,它由介质的绝缘电阻所决定。ia与ig的比值达数倍至数十倍。因此,如果在施加电压后马上测电流,并依此来计算绝缘电阻,则此电阻值显著偏小。通常测试绝缘电阻时应以施加电压1分钟或10分钟后的电流来求出。

  • 泄漏电流对温度的高低也有反映。温度越高、泄漏电流越大,相应的绝缘电阻也越小。固体材料的绝缘电阻随温度的增加而下降。
  • 绝缘电阻(或介质电导)的数值与电压有关,通常在介质接近击穿时,有显著的、快速增加的自由电子导电现象,这时阻值将剧烈下降。

如下图所示为固体介质的典型电流一电压特性。其中可划分为三个阶段。在阶段a:电压与电流的关系服从欧姆定律;在阶段b:电流与电压 几乎成指数关系;在阶段c:电流将随电压急剧增加直至击穿。

绝缘材料中的电流与外加电压的关系

绝缘材料中的电流与外加电压的关系

当固体介质中存在杂质时,将使绝缘电阻下降,如水分的渗入使介质受潮等, 引起的绝缘电阻减小,绝缘强度降低。所以,带电作业工具防潮是一个不容忽视的问题。

上面讨论的是固体介质内部的电阻(或电导)。实际上固体介质的表面因表面脏污和受潮还存在不小的表面电导。表面电导同脏污和受潮的程度成正比。所以带电作业工具表面应保持清洁,并且注意不能使之受潮。