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電介質(zhì)擊穿

閱讀：6850 發(fā)布時間：2009-10-21

電介質(zhì)擊穿
dielectric breakdown
在強(qiáng)電場作用下,電介質(zhì)喪失電絕緣能力的現(xiàn)象.分為固體電介質(zhì)擊穿,液體電介質(zhì)擊穿和氣體3種.
固體導(dǎo)致?lián)舸┑膠ui低臨界電壓稱為擊穿電壓.均勻電場中,擊穿電壓與介質(zhì)厚度之比稱為擊穿電場強(qiáng)度（簡稱擊穿場強(qiáng),又稱介電強(qiáng)度）.它反映固體電介質(zhì)自身的耐電強(qiáng)度.不均勻電場中,擊穿電壓與擊穿處介質(zhì)厚度之比稱為平均擊穿場強(qiáng),它低于均勻電場中固體介質(zhì)的介電強(qiáng)度.固體介質(zhì)擊穿后,由于有巨大電流通過,介質(zhì)中會出現(xiàn)熔化或燒焦的通道,或出現(xiàn)裂紋.脆性介質(zhì)擊穿時,常發(fā)生材料的碎裂,可據(jù)此破碎非金屬礦石.
固體有3種形式 :電擊穿,熱擊穿和電化學(xué)擊穿.電擊穿是因電場使電介質(zhì)中積聚起足夠數(shù)量和能量的帶電質(zhì)點而導(dǎo)致電介質(zhì)失去絕緣性能.熱擊穿是因在電場作用下,電介質(zhì)內(nèi)部熱量積累,溫度過高而導(dǎo)致失去絕緣能力.電化學(xué)擊穿是在電場,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.溫度和電壓作用時間對電擊穿的影響小,對熱擊穿和電化學(xué)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.
液體純凈液體電介質(zhì)與含雜質(zhì)的工程液體電介質(zhì)的擊穿機(jī)理不同.對前者主要有電擊穿理論和氣泡擊穿理論,對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)多次作用會使固體介質(zhì)出現(xiàn)分層,開裂現(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.脈沖電壓下液體時,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.
氣體在電場作用下氣體分子發(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,電離場強(qiáng)和擊穿場強(qiáng)高,擊穿后能迅速恢復(fù)絕緣性能,且不燃,不爆,不老化,無腐蝕性,因而得到廣泛應(yīng)用.為提供高電壓輸電線或變電所的空氣間隙距離的設(shè)計依據(jù)（高壓輸電線應(yīng)離地面多高等）,需進(jìn)行長空氣間隙的工頻擊穿試驗.

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