一、電介質的損耗

介質損耗是指絕緣材料在電場作用下，由于介質電導和介質極化的滯后效應，在其內部引起的能量損耗。介質損耗也叫介質損失，簡稱介損。表征某種絕緣材料的介質損耗，一般不用W或J等單位來表示，而是用電介質中流過電流的有功分量和無功分量的比值來表示，即tanδ。tanδ與絕緣材料的性質有關，而與其結構、形狀、幾何尺寸等無關。介質損耗的功率P與外加電壓的平方和電源頻率成正比。介質損耗有電導損耗、游離損耗、極化損耗等形式。

1、電導損耗

電導損耗是指在電場作用下，電導電流使電介質發熱產生的損耗。氣體的電導損耗很小，液體、 固體中的電導損耗則與它們的結構有關。非極性的液體電介質、無機晶體和非極性有機電介質的介質損耗主要是電導損耗。而在極性電介質及結構不緊密的離子固體電介質中，則主要由極化損耗和電導損耗組成。它們的介質損耗較大，并在一定溫度和頻率上出現峰值。電導損耗實質上相當于交流、直流電流流過電阻做功。絕緣好時，液、 固電介質在工作電壓下的電導損耗是很小的，與電導一樣是隨溫度的增加而急劇增加的。

2、游離損耗

氣體間隙中的電暈損耗和液、 固絕緣體中局部放電引起的功率損耗稱為游離損耗。電介質中局部電場集中處，當電場強度高于某一值時，就會產生游離放電，又稱局部放電。電暈是在空氣間隙中或固體絕緣體表面氣體的局部放電現象。但這種放電現象不同于液、固體介質內部發生的局部放電。游離損耗只有在外加電壓超過一定值時才會出現，且隨電壓升高而急劇增加。

3、極化損耗

發生緩慢極化，如松弛極化、空間電荷極化時，帶電粒子在電場力的影響下因克服熱運動而引起的能量損耗叫極化損耗。對于偶極子的電介質，在交變電場中偶極子隨電場變化來回扭動，在電介質內部發生的摩擦損耗，也是極化損耗的一種形式。極化損耗與溫度、 電場頻率有關。

二、電介質的擊穿

當施加在電介質上的電壓超過某臨界值時，則使通過電介質的電流劇增。電介質發生破壞或分解，直至電介質喪失固有的絕緣功能，這種現象叫做介質擊穿。電介質發生擊穿的臨界電壓稱為擊穿電壓，擊穿時的電場強度稱為擊穿場強。

1、氣體電介質的擊穿

加在氣體電介質的電壓超過氣體飽和電流階段之后，即進入電子碰撞游離階段，帶電質點在電場中獲得巨大能量，使氣體分子碰裂游離成正離子和電子。新形成的電子又在電場中積累能量去碰撞其他分子，使其游離，如此連鎖反應，便形成電子崩。電子崩向陽極發展，形成一個具有高電導的通道，導致氣體擊穿。氣體電介質擊穿電壓與氣壓、溫度、電極形狀及氣隙距離等有關。

2、液體電介質的擊穿

純凈的液體電介質擊穿也是由于游離所引起。工程用的液體電介質多少總會有雜質，如工程用的變壓器油擊穿完全是由雜質所造成的。在電場作用下變壓器油中的雜質如水泡、纖維等，聚集到兩電極之間，被吸向電場較集中的區域，順電場方向構成橋路，較大的電導電流使橋路發熱，形成油和水分局部氣化，生成的氣泡也沿著電力線排列形成擊穿。

3、固體電介質的擊穿

固體電介質的擊穿可分為電擊穿、熱擊穿和電化學擊穿三種形式。

1）電擊穿

在強電場作用下，當電介質的帶電質點劇烈運動發生碰撞游離的連鎖反應時，就產生電子崩。當電場強度足夠高時，電介質就會失去絕緣性能發生電擊穿。電擊穿的擊穿電壓隨著電介質的厚度呈線性增加，與加壓時的溫度無關。電擊穿的時間很短，一般以微秒計，其擊穿電壓較高，而擊穿場強與電場均勻程度關系很大。

2）熱擊穿

在強電場作用下，由于電介質內部介質損耗而產生的熱量，如果來不及散發出去，將使電介質內部溫度升高，電阻變小，使電導電流進一步增大，介質損耗發熱進一步增大，導致溫度不斷上升，引起電介質分解、炭化等。因此導致的電介質分子結構被破壞而發生的擊穿稱為熱擊穿。熱擊穿電壓隨著溫度升高而下降。

3）電化學擊穿

在強電場作用下，電介質內部包含的氣泡首先發生碰撞游離而放電，雜質如水分也因受電場加熱而汽化并產生氣泡，于是氣泡放電進一步發展，電介質發生化學變化，逐漸變質和劣化，最終喪失絕緣能力導致整個電介質擊穿。電化學擊穿與介質的電壓作用時間、溫度、電場均勻程度、累積效應、受潮、機械負荷等多種因素有關。電化學擊穿強度低而且分散性較大。

4）固體電介質擊穿往往是上述三種形式同時存在的。固體電介質的化學變化通常使其電導增加 ， 這會使介質的溫度上升，因而電化學擊穿的最終形式是熱擊穿。溫度和電壓作用時間對電擊穿的影響小，對熱擊穿和電化學擊穿的影響大；電場局部不均勻性對熱擊穿的影響小，對其他兩種影響大。