3.1. 2 Sự dẫn điện của điện môi  

Khi một mẫu điện môi đặt trong điện áp nào đó sẽ xuất hiện những dòng điện rất nhỏ. Bao gồm:

  -Dòng điện rò (I _r): do một số điện tích tự do chuyển dịch gây nên

 -Dòng điện phân cực (Ipc): do sự chuyển dịch của các điện tích ràng buộc khi có phân cực điện tử hay phân cực ion, nó có thời gian tồn tại rất ngắn không thể đo được.

 -Dòng điện dung (I _c ): do sự dịch chuyển của các điện tử trong các dạng phân cực khác của điện môi. Đối với điện áp một chiều dòng I _c chỉ có khi đóng hoặc ngắt điện. Đối với điện áp xoay chiều nó tồn tại liên tục.

     Vậy tổng dòng điện trong điện môi:  

                 I = I _r +  I _c

 Độ dẫn điện của điện môi còn phụ thuộc vào trạng thái điện môi: khí, lỏng, rắn và phụ thuộc vào độ ẩm, nhiệt độ, thời gian làm việc lâu dài dưới điện áp. * Tính dẫn điện của điện môi khí

Khi điện trường yếu chất khí có độ dẫn điện rất bé, dòng điện chỉ xuất hiện khi trong chất khí có các ion hoặc điện tử tự do. Có 2 nguyên nhân chính dẫn đến sự ion hóa các phân tử khí:

3.1.3 Tổn hao điện môi

Là phần năng lượng tản ra trong điện môi làm nó nóng lên trong điện trường. Khác với dây dẫn, phần lớn các điện môi có tổn thất công suất phụ thuộc vào tần số, điện áp đặt vào, tổn hao công suất ở điện áp xoay chiều lớn hơn so với điện áp một chiều và tăng rất nhanh khi tăng tần số và điện áp.

Các dạng tổn hao điện môi

+Tổn hao điện môi là hiện tượng không tốt của vật liệu. Có nhiều nguyên nhân:   -Tổn hao điện môi do phân cực: thấy rõ ở các chất có sự phân cực chậm, điện môi có cấu tạo lưỡng cực, điện môi có cấu tạo ion ràng buộc không chặt chẽ.   -Tổn hao điện môi do dòng điện rò: thường thấy ở điện môi có điện dẫn khối hoặc điện dẫn mặt lớn đáng kể.

  -Tổn hao điện môi do ion hóa: có trong các điện môi ở trạng thái khí, tổn thất này thường biểu hiện trong các trường không đồng nhất khi cường độ điện trường vượt quá trị số bắt đầu ion hóa của khí đó.

  -Tổn hao điện môi do cấu tạo không đồng nhất (gây nên bởi các tạp chất)   -Tổn hao điện môi trong chất lỏng không phân cực: điện dẫn suất loại này rất bé nên tổn hao điện môi cũng rất bé. Nếu là chất lỏng phân cực thì có thể có thêm tổn hao điện môi do các phân tử lưỡng cực gây nên.

+Các phân tử có cực, các vật liệu trên cơ sở xenlulo nhnhư giấy, cactong, thủy tinh hữu cơ có tgδ≈ 0,01 Tổn hao điện môi rất lớn.

+Khi cách điện cao áp cần chọn điện môi có tgδ nhỏ.

3.1.4  Phá huỷ điện môi

Đặt điện môi trong điện trường, trong điện môi có sự phân cực, dẫn điện, tổn hao điện môi. Nếu trường xoay chiều thì dòng cách điện Ir tăng đồng thời dòng điện dung Ic cũng tăng, tổn hao điện môi cũng tăng theo. Nếu điện trường quá lớn sẽ xảy ra sự phá hủy điện môi, điện môi bị chọc thủng, dòng điện sẽ tăng vọt.

 Tính chất hóa học của điện môi

Khi điện môi làm việc lâu dài, nó không được phép bị phá hủy, không gây ra ăn mòm kim loại tiếp xúc với nó, không liên kết với các vật chất khác như không khí, nước, kiềm, axit…Độ bền vững dưới tác động của tất cả các ảnh hưởng nói trên ở mỗi điện môi rất khác nhau: vật chất có cực dễ hòa tan trong chất lỏng có cực, còn vật chất không cực dễ hòa tan trong chất lỏng không cực. Vật chất có cấu trúc đường thẳng hòa tan dễ dàng hơn vật chất có cấu trúc không gian.  Sự hóa già

Tính chất của VLCĐ ( chủ yếu của vật liệu hữu cơ) trong thời gian vận hành bị giảm sút liên tục, ta nói VLCĐ bị hóa già. Quá trình hóa già thực chất là kết quả của những sự biến đổi hóa chất xảy ra nhanh hoặc chậm do điều kiện vận hành tác động. 

Những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự hoá già là:

  -Nhiệt độ: tốc độ của phản ứng hoá học tăng với nhiệt độ theo hàm mũ, sự giảm sút tính chất cách điện gia tăng rất mạnh khi nhiệt độ tăng.

Tính chất cơ học của điện môi

Độ bền cơ học là khả năng của vật liệu không bị biến dạng dưới tác động của lực cơ học

 -Độ bền kéo dãn, nén và uốn: Ở điện môi có cấu tạo dị hướng (lớp, sợi…) độ bền cơ học phụ thuộc vào hướng tác động lực. Ở thủy tinh, gốm, sứ, nhựa….độ bền nén cao hơn so với độ bền kéo dãn và độ bền uốn. Độ bền của thủy tinh tăng lên khi đường kính sợi thủy tinh giảm xuống, nhiệt độ tăng thì độ bền cơ học của điện môi giảm xuống.

 -Tính giòn: Là khả năng bị phá hủy của vật liệu mà không bị biến dạng. Độ giòn còn phụ thuộc vào cấu trúc của điện môi và điều kiện thử.

Trong một số trường hợp cần kiểm tra khả năng của vật liệu không bị phá hủy  (ở thời gian dài) với độ rung, thử độ rung rất quan trọng cho các vật liệu cách điện dùng cho máy bay.

Đặc tính nhiệt của điện môi.Tính chịu nhiệt của điện môi

Là khả năng của điện môi chịu đựng được tác động của nhiệt độ cao trong một khoảng thời gian có thể so sánh với thời gian hoạt động bình thường mà không bị thay đổi tính chất. Độ chịu nhiệt của điện môi vô cơ được xác định khi bắt đầu có sự thay đổi tính chất điện (ví dụ: tgδ tăng nhanh, hay điện trở suất giảm). Đối với điện môi hữu cơ độ chịu nhiệt được xác định khi bắt đầu có sự biến dạng cơ học kéo dãn hay uốn.