絕緣材料的介電性能與其分子結構密切相關,不同材料在介電常數和介質損耗上表現迥異。以常見的高分子材料為例:
聚乙烯(PE)與聚丙烯(PP):介電常數約 2.2-2.35,介質損耗角正切值低至 2×10??(50Hz),這源于其非極性分子結構,極化過程幾乎不消耗能量,因此常用于高頻電纜絕緣層和電容器薄膜。
聚四氟乙烯(PTFE):介電常數低至 1.9-2.2,且耐高低溫性能優(yōu)異,在航空航天和微波設備中,它是理想的高頻絕緣材料,損耗角正切值同樣保持在 2×10??左右。
聚氯乙烯(PVC):介電常數 3.2-3.6,損耗角正切值較高(0.01-0.03),這是因為其分子鏈中含極性氯原子,極化時能量損耗較大,更適合低頻環(huán)境下的電線絕緣。
無機材料中,云母的介電常數約 5-7,雖高于高分子材料,但其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和機械強度使其成為電機絕緣的首一選;而變壓器油(25 號)的介電常數約 2.2-2.5,損耗角正切值極低,在電力設備中既起絕緣作用,又能散熱。值得注意的是,同一種材料的介電性能還受頻率影響:低頻時,分子極化充分,介電常數大;高頻時,部分極化過程滯后,介電常數會減小,這也是選擇測試頻率時需考慮的關鍵因素。