电介质物理_徐卓、李盛涛-第十九讲液体电介质的电导和击穿要点解析.pdf

第二十讲 液体电解质的击穿 一液体电介质的电导 液体中载流子主要为离子和带电胶粒，其电导主要为离子电导和电泳电导。 14 16 纯净液体电介质电阻率：10 ~ 10 m 工程液体电解质电阻率： 109 ~ 1013m 极性液体电介质的电阻率通常较非极性电介质低。 液体电解质电导率和介电常数如下表所示： 液体种 液体名 温度 介电常 电导率γ 纯净度 类 称 （℃） 数εr （S/m） 变压器油 80 2.2 0.5x10-14 未净化 变压器油 80 2.1 2x10-17 净化 弱极性 变压器油 80 2.1 0.5x10-17 二次净化 -20 变压器油 80 2.1 10 高度净化 -18 三氯联苯 80 5.5 10 工程应用 极性 -18 蓖麻油 20 4.5 10 工程应用 -9 水 20 81 10 高度净化 强极性 -10 乙醇 20 25.7 10 净化 液体电介质的电流与电场强度的关系如图所示： I E 0 由上图实验所得液体电介质的电流场强关系曲线可见： 弱场区：I—E 呈线性关系，符合欧姆定律。 中间区：没有明显的电流饱和现象。 强场区：I 随E 呈指数增加。 原因：液体密度大，离子迁移小，并且在液体中离子相遇的机会多， 复合几率大。N ‘ n2 。使离子不易全部到达电极形成电流。因此 1 E  ，j . 1 液体电介质中的离子电导 液体中粒子的来源主要有以下两种： 本征离子：液体分子本身由于热解离和外电离作用产生的离子（强极性液 体）。本征解离很微弱，对漏导影响很小； 杂质离子：外来杂质分子或液体的基本分子老化而生成的离子。杂质离子是 漏导的主要来源。 液体的特征： 液体分子间有强烈的互作用力，分子间的距离接近于固体，因而具有大的凝 聚力和小的压缩性，处于凝聚状态。 液体分子作用力比晶体小，不足以阻止分子间的相对滑移，因此具有流动性， 没有固定形状。 液体为近程有序介于完全无序的气体和完全有序的晶体之间。液体分子由一 个平衡位置迁移到另一个平衡位置必须克服相互作用势垒的阻碍，但它们在 各个方向迁移的几率相同。 1）液体电介质中的离子迁移率 设离子在液体中迁移需要克服的势垒为U ，则液体中离子在加电场 前后的势能曲线如下图所示： E U U