固體介質電擊穿場強的擊穿過程

一、固體介質的擊穿過程

對固體介質加電壓后，當介質中電場足夠時，會使介質內存在的少量自由電子得到加速，產生碰撞游離，使電子數增多，導致擊穿，這種擊穿形式稱為電擊穿。其特點是：過程極快，約為10^-6—10^-8s；擊穿電壓值高，介質溫度不高；擊穿場強與電場均勻程度關系密切。與周圍環境溫度無關。

在固體介質受電壓作用時間較長時，由于介質中發生損耗的熱量大于發散的熱量時，介質溫度便升高，而介質又具有負的溫度系數，這將會使電流進一步增大。因此，損耗發熱也隨之增大，最后溫升過高，導致絕緣性能喪失，介質即被擊穿。如果介質原來存在局部缺陷，則該處損耗增大，溫升增高，易在此處發生擊穿。這種與熱的過程相關的擊穿稱熱擊穿。熱擊穿與環境溫度有關；與電壓作用時間有關，與電源頻率有關，還與周圍媒質的熱導、散熱條件及介質本身導熱系數、損耗、厚度等有關。

如果設備運行時間很長以后(數千小時乃至數年)，運行中其絕緣受到熱、化學、機械作用，絕緣性能逐漸變壞，這一過程可能是不可逆的，即在除去電壓后，介質不再恢復它原來的特性，稱此過程為老化。使介質發生老化的原因是：局部過熱，高電場強度下介質內氣泡的局部放電所產生的臭氧及氮的氧化物的腐蝕；機械撞擊及不同溫度系數造成的應力引起的損傷；或介質不均勻及電場邊緣場強集中引起局部過電壓。以上過程可能同時作用于介質，導致絕緣性能下降，以致在工作電壓或過電壓下形成擊穿，稱此過程為電化學擊穿。