電介質擊穿

更新時間：2009-10-21 | 點擊率：7233

電介質擊穿
dielectric breakdown
在強電場作用下,電介質喪失電絕緣能力的現(xiàn)象.分為固體電介質擊穿,液體電介質擊穿和氣體3種.
固體導致?lián)舸┑膠ui低臨界電壓稱為擊穿電壓.均勻電場中,擊穿電壓與介質厚度之比稱為擊穿電場強度（簡稱擊穿場強,又稱介電強度）.它反映固體電介質自身的耐電強度.不均勻電場中,擊穿電壓與擊穿處介質厚度之比稱為平均擊穿場強,它低于均勻電場中固體介質的介電強度.固體介質擊穿后,由于有巨大電流通過,介質中會出現(xiàn)熔化或燒焦的通道,或出現(xiàn)裂紋.脆性介質擊穿時,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,熱擊穿和電化學擊穿.電擊穿是因電場使電介質中積聚起足夠數(shù)量和能量的帶電質點而導致電介質失去絕緣性能.熱擊穿是因在電場作用下,電介質內(nèi)部熱量積累,溫度過高而導致失去絕緣能力.電化學擊穿是在電場,溫度等因素作用下,電介質發(fā)生緩慢的化學變化,性能逐漸劣化,zui終喪失絕緣能力.固體電介質的化學變化通常使其電導增加 , 這會使介質的溫度上升,因而電化學擊穿的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與含雜質的工程液體電介質的擊穿機理不同.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分界面的放電現(xiàn)象稱為液體電介質中的沿面放電.這種放電不僅使液體變質,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內(nèi)產(chǎn)生氣泡.經(jīng)多次作用會使固體介質出現(xiàn)分層,開裂現(xiàn)象,放電有可能在固體介質內(nèi)發(fā)展,絕緣結構的擊穿電壓因此下降.脈沖電壓下液體時,常出現(xiàn)強力氣體沖擊波（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,氣體的性質及狀態(tài)等.氣體介質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,負電性氣體擊穿等.空氣是很好的氣體絕緣材料,電離場強和擊穿場強高,擊穿后能迅速恢復絕緣性能,且不燃,不爆,不老化,無腐蝕性,因而得到廣泛應用.為提供高電壓輸電線或變電所的空氣間隙距離的設計依據(jù)（高壓輸電線應離地面多高等）,需進行長空氣間隙的工頻擊穿試驗.