气
部温度骤升，导致击穿
绝 气体的影响：液体的不均匀性使液体局部过热，气
缘
体迁移集中，形成气泡，气泡内场强较高，但气体
材
料
临界场强比油低很多，使气泡游离，局部发热加剧，
体积膨胀，气泡扩大，形成连通两电极的导电小桥，
导致击穿——气泡击穿机理
16
液体绝缘材料必须先纯化、脱水、脱气，避免杂质侵入
绝缘的破坏
二
产生明显触电感觉？为什么？
章
电 又称为电介质，并非绝对不导电
气 电绝缘的重要性
绝
缘 对带电体进行封闭和隔离，防止触电事故
材 火灾角度，电气系统接触不良、过大电流引起着火；
料
或者在火灾环境中，会助长火势
3
电气绝缘材料
绝缘材料的分类
气体绝缘材料
第
空气、氮、氢、二氧化碳和六氟化硫（SF6），后者一般多
材 料
10
相对介电常数
假设电容器极板间为真空时，其电容量为C0， 当极板间充满某种电介质时，其电容量为C，则
第 二
C与C0的比值即为该电介质的相对介电常数
章
电
er C / C0
气
绝 相对介电常数总是大于1的
缘
材 导电能力越强，则介电常数就越大；介电常数 料 越小，绝缘性就越好
11
介电常数的影响因素
材料化学角度
第
有机绝缘材料：纤维材料、合成材料
二
章
无机绝缘材料：石棉、云母
电 燃烧性
气
可燃性材料
绝
不燃性材料
缘
材
塑料
料
5
电气绝缘材料的性能
绝缘材料的性能要求
绝缘性
第
机械性能
二
热性能（耐热性）：防止热量积累破坏绝缘性能
章
电
对环境的适应性：热稳定性、耐化学性、耐潮性、耐老
气
化性
绝 电气设备的质量和使用寿命受绝缘材料的电、
电源频率：频率增加，极化程度下降，介电常 数减小
第
二 温度：温度增加，介电常数增大；超过某一限 章 度后，热运动使极化困难，介电常数减小 电 湿度：湿度增加，介电常数增加：可测量介电
气
绝 常数来判断电介质受潮程度 缘 大气压力：压力增大，气体材料的介电常数增
材
料大
12
介质损耗
交流电压作用下，电介质中的部分电能不可逆
材
烧焦或烧裂，导致击穿
料
特点：电压作用时间长、击穿电压较低
击穿场强随环境温度上升而下降
17
与电场均匀程度关系不大
绝缘的破坏
固体电介质的击穿
电化学击穿：在强电场作用下，由游离、发热和化
第
学反应等因素的综合效应造成的击穿
二
章
特点：电压作用时间长、击穿电压很低
电
与材料本身的耐游离性能、制造工艺、工作条合电器GIS
章
电 液体绝缘材料
气
碳氢化合物绝缘矿物油、硅油等。变压器油、电容器油、
绝
电缆油等
缘 固体绝缘材料
材
树脂绝缘漆、胶合熔敷粉末；纸、纸板；漆布、绑扎带；绝
料
缘云母制品、电工用胶带；电工用塑料盒橡胶；玻璃、电瓷、
环氧树脂等
4
电气绝缘材料
电气绝缘材料的分类
漏导电流
二
章
吸收电流
电
气
充电电流
绝
缘
材
d1 g E
料
r 1/g
8
绝缘电阻率
绝缘电阻率的影响因素
温度：温度 ，分子热运动加剧，离子迁移容易，电 阻率呈指数规律下降
第
二
章 湿度
电
湿度 ，绝缘电阻下降
气
绝 杂质：含量 ，增加内部导电离子，电介质表面受污
缘
并吸附水分，降低体积电阻率和表面电阻率
材
材
成高电导通道，导致气体击穿
料
气体压力对击穿电压有影响：工程上用高真空和高气压
提高击穿场强，空气在25-30kV/cm
15
绝缘的破坏
液体电介质的击穿
纯净液体的击穿与气体击穿机理相似，即电子碰撞
第
电离
二
章 水分和纤维的影响：极化后定向排列，运动至电场
电
强度最高处连成小桥，并贯通电极，电导剧增，局
电气防火安全技术
第二章 电气绝缘材料及阻燃措施
主要内容
电气绝缘材料
第
二 电气绝缘材料的燃烧
章
电 电气绝缘材料的火焰响应特性
气
绝 电气绝缘材料的火灾预防
缘 材 料
2
电气绝缘材料
什么是绝缘材料？它的作用是什么？
假设带电导体对地电压220V，其外包覆绝缘体，人站
第
在地面上接触绝缘体后，有电流通过人体吗？会不会
气 放电击穿：强电场作用下，内部气泡首先发生碰撞
绝
游离而放电，继而加热其他杂质，使之气化形成气
缘
泡，由气泡放电进一步发展导致击穿
材
料
固体电介质击穿后将失去绝缘性能
18
绝缘的破坏
上述多种击穿形式往往同时共存
第
二
章 tand大，耐热性差的低压电气设备，工作温度高、
电
散热条件差时：热击穿
固体电介质的击穿
电击穿：强电场导致电子剧烈运动，与晶格上的原
第
子碰撞而使之游离，并迅速扩展下去导致击穿
二
特点：电压作用时间短、击穿电压高
章
击穿场强与电场均匀程度影响密切相关
电
气
与环境温度、电压作用时间几乎无关
绝 热击穿：强电场作用下，介质损耗等产生的热量不
缘
能及时散发出去，使温度上升，电介质局部熔化、
缘 材
热、机械、理化性能影响，而绝缘材料的性能
料 和寿命与材料的组成成分、分子结构关系密切
6
绝缘材料的电气性能
导电性能：绝缘电阻率r（或电导率g）
第
二
章 电
介电性能：相对介电常数er、介质损耗角tand
气
绝 缘
绝缘强度：击穿场强EB
材
料
7
绝缘电阻率
任何绝缘体都有带电质点，在电场中有电流通过
第
地转换成热能，这部分能量称为介质损耗
第
二
章 介质损耗可由漏导电流引起，也可由极化引起
电
气
介质损耗是电介质发生热击穿的根源
绝
缘
材
料
13
介质损耗
介质损耗功率
第
p e E2 tan d
二
章
d 介质损耗角
吸收电流
电
气 受潮或劣化会剧烈上升
充
绝
因此能反映绝缘质量 电
缘
电
材
流
料
漏导电流
电介质中电流与电压的向量关系
料 电场强度：电场强度 ，使固体和液体电介质的离子 迁移能力增强，电阻率下降
9
介电常数
极化：电场使电介质中分子、原子中的正负电 荷发生偏移，其中心不重合，形成了电偶极子，
第 它们的形成和定向排列即为极化
二 章
电 介电常数：表征电介质极化特性的性能参数。
气
绝 介电常数越大，极化能力越强，束缚电荷越多， 缘 对外电场的削弱越强
14
绝缘的破坏
1、绝缘击穿
施加于电介质上的电场强度高于某临界值时，会使
第
通过电介质的电流突然猛增，绝缘材料被破坏，完
二
全失去绝缘性能，即为电介质的击穿。此时的电压
章
电
称为击穿电压，击穿时的电场强度简称击穿强度
气 气体电介质的击穿
绝
由碰撞电离导致的电击穿：电子在电场中加速运动，碰
缘
撞产生电离，从而形成连锁反应，产生电子崩，进而形