電介質擊穿

更新時間：2009-10-21 | 點擊率：6924

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.
固體導致擊穿的zui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,介質中會出現熔化或燒焦的通道,或出現裂紋.脆性介質擊穿時,常發生材料的碎裂,可據此破碎非金屬礦石.
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,而且放電產生的熱作用和劇烈的壓力變化可能使固體介質內產生氣泡.經多次作用會使固體介質出現分層,開裂現象,放電有可能在固體介質內發展,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,橋墩探傷及人體內臟結石的體外破碎.
氣體在電場作用下氣體分子發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（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.