固體耐電壓擊穿強(qiáng)度擊穿形式有哪些？

固體耐電壓擊穿強(qiáng)度擊穿形式有哪些？

電介質(zhì)擊穿

固體電介質(zhì)擊穿 導(dǎo)致?lián)舸┑膠ui低臨界電壓稱(chēng)為擊穿電壓。均勻電場(chǎng)中，擊穿電壓與介質(zhì)厚度之比稱(chēng)為擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱(chēng)擊穿場(chǎng)強(qiáng)，又稱(chēng)介電強(qiáng)度）。它反映固體電介質(zhì)自身的耐電強(qiáng)度。不均勻電場(chǎng)中，擊穿電壓與擊穿處介質(zhì)厚度之比稱(chēng)為平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)，它低于均勻電場(chǎng)中固體介質(zhì)的介電強(qiáng)度。固體介質(zhì)擊穿后，由于有巨大電流通過(guò)，介質(zhì)中會(huì)出現(xiàn)熔化或燒焦的通道，或出現(xiàn)裂紋。脆性介質(zhì)擊穿時(shí)，常發(fā)生材料的碎裂，可據(jù)此破碎非金屬礦石。

固體電介質(zhì)擊穿

固體電介質(zhì)擊穿有3種形式 ：電擊穿、熱擊穿和電化學(xué)擊穿。

電擊穿

電擊穿是因電場(chǎng)使電介質(zhì)中積聚起足夠數(shù)量和能量的帶電質(zhì)點(diǎn)而導(dǎo)致電介質(zhì)失去絕緣性能。熱擊穿是因在電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)內(nèi)部熱量積累、溫度過(guò)高而導(dǎo)致失去絕緣能力。電化學(xué)擊穿是在電場(chǎng)、溫度等因素作用下，電介質(zhì)發(fā)生緩慢的化學(xué)變化，性能逐漸劣化，zui終喪失絕緣能力。固體電介質(zhì)的化學(xué)變化通常使其電導(dǎo)增加 ， 這會(huì)使介質(zhì)的溫度上升，因而電化學(xué)擊穿的zui終形式是熱擊穿。溫度和電壓作用時(shí)間對(duì)電擊穿的影響小，對(duì)熱擊穿和電化學(xué)擊穿的影響大；電場(chǎng)局部不均勻性對(duì)熱擊穿的影響小，對(duì)其他兩種影響大。

熱擊穿

當(dāng)固體電介質(zhì)承受電壓作用時(shí)，介質(zhì)損耗是電介質(zhì)發(fā)熱、溫度升高；而電介質(zhì)的電阻具有負(fù)溫度系數(shù)，所以電流進(jìn)一步增大，損耗發(fā)熱也隨之增加。電解質(zhì)的熱擊穿是由電介質(zhì)內(nèi)部的熱不平衡過(guò)程造成的。如果發(fā)熱量大于散熱量，電介質(zhì)溫度就會(huì)不斷上升，形成惡性循環(huán)，引起電介質(zhì)分解、炭化等，電氣強(qiáng)度下降，zui終導(dǎo)致?lián)舸?/span>

熱擊穿的特點(diǎn)是：擊穿電壓隨溫度的升高而下降，擊穿電壓與散熱條件有關(guān)，如電介質(zhì)厚度大，則散熱困難，因此擊穿電壓并不隨電介質(zhì)厚度成正比增加；當(dāng)外施電壓頻率增高時(shí)，擊穿電壓將下降。

電化學(xué)擊穿

固體電介質(zhì)受到電、熱、化學(xué)和機(jī)械力的長(zhǎng)期作用時(shí)，其物理和化學(xué)性能會(huì)發(fā)生不可逆的老化，擊穿電壓逐漸下降，長(zhǎng)時(shí)間擊穿電壓常常只有短時(shí)擊穿電壓的幾分之一，這種絕緣擊穿成為電化學(xué)擊穿。

液體電介質(zhì)擊穿

純凈液體電介質(zhì)與含雜質(zhì)的工程液體電介質(zhì)的擊穿機(jī)理不同。對(duì)前者主要有電擊穿理論和氣泡擊穿理論，對(duì)后者有氣體橋擊穿理論。沿液體和固體電介質(zhì)分界面的放電現(xiàn)象稱(chēng)為液體電介質(zhì)中的沿面放電。這種放電不僅使液體變質(zhì)，而且放電產(chǎn)生的熱作用和劇烈的壓力變化可能使固體介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生氣泡。經(jīng)多次作用會(huì)使固體介質(zhì)出現(xiàn)分層、開(kāi)裂現(xiàn)象，放電有可能在固體介質(zhì)內(nèi)發(fā)展，絕緣結(jié)構(gòu)的擊穿電壓因此下降。脈沖電壓下液體電介質(zhì)擊穿時(shí)，常出現(xiàn)強(qiáng)力氣體沖擊波（即電水錘），可用于水下探礦、橋墩探傷及人體內(nèi)臟結(jié)石的體外破碎。

氣體電介質(zhì)擊穿

在電場(chǎng)作用下氣體分子發(fā)生碰撞電離而導(dǎo)致電極間的貫穿性放電。其影響因素很多，主要有作用電壓、電板形狀、氣體的性質(zhì)及狀態(tài)等。氣體介質(zhì)擊穿常見(jiàn)的有直流電壓擊穿、工頻電壓擊穿、高氣壓電擊穿、沖擊電壓擊穿、高真空電擊穿、負(fù)電性氣體擊穿等。空氣是很好的氣體絕緣材料，電離場(chǎng)強(qiáng)和擊穿場(chǎng)強(qiáng)高，擊穿后能迅速恢復(fù)絕緣性能，且不燃、不爆、不老化、無(wú)腐蝕性，因而得到廣泛應(yīng)用。為提供高電壓輸電線(xiàn)或變電所的空氣間隙距離的設(shè)計(jì)依據(jù)（高壓輸電線(xiàn)應(yīng)離地面多高等），需進(jìn)行長(zhǎng)空氣間隙的工頻擊穿試驗(yàn)。