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影響擊穿電壓測(cè)試儀結(jié)果的因素
閱讀：1962發(fā)布時(shí)間：2022-4-18
一、強(qiáng)電場(chǎng)作用下絕緣材料的破壞
• 在強(qiáng)電場(chǎng)中工作的絕緣材料,，當(dāng)所承受的電壓超越一臨界 值V穿時(shí)便喪失了絕緣材料性能而被擊穿，這種現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的擊穿,，V穿稱為擊穿電壓。
• 采用相應(yīng)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)來比較各種材料的耐擊穿能力,，材料所能承受的最大電場(chǎng)強(qiáng)度稱為材料的抗電強(qiáng)度或介電強(qiáng)度,，其數(shù)值等于相應(yīng)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)（V/m）： E穿 =V穿/d
影響材料擊穿電壓的因素：
• 材料本身的性質(zhì)：固體介質(zhì)的擊穿同時(shí)伴隨著材料的破壞,，而氣體及液體介質(zhì)被擊穿后,，隨著外電場(chǎng)的撤銷仍然能恢復(fù)材料性能,。
• 外界因素：試樣和電極的形狀,、外界的媒介、溫度,、壓力等。
電介質(zhì)的擊穿形式：介質(zhì)在電場(chǎng)中擊穿現(xiàn)象相當(dāng)復(fù)雜,，一 個(gè)器件的擊穿可能有多種擊穿形式，主要有：
• 電擊穿
• 熱擊穿
• 化學(xué)擊穿
對(duì)于任意一種材料，這3種形式的擊穿都可能發(fā)生,，主要 取決于試樣的缺陷情況及電場(chǎng)的特征（交流和直流,，高頻 和低頻，脈沖電場(chǎng)等）以及器件的工作條件,。
二、擊穿形式
1,、電擊穿 在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下原來處于熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的少數(shù)“自由電子"將沿反電場(chǎng)方向 定向運(yùn)動(dòng)。在其運(yùn)動(dòng)過程中不斷撞擊介質(zhì)內(nèi)的離子,，同時(shí)將其部分能量轉(zhuǎn)給這些離子，當(dāng)外加電壓足夠高是,，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的速度超過一定臨 界值可使介質(zhì)內(nèi)的離子電離出次級(jí)電子,，這些電子都會(huì)從電場(chǎng)中吸取能量而加速,，又撞擊出第三級(jí)電子，連鎖反應(yīng)將造成大量自由電子形成 “雪 崩",，導(dǎo)致介質(zhì)的擊穿,，這個(gè)過程大概只需要10－7－10－8s的時(shí)間，因此電擊穿往往是瞬息完成的,。
2、熱擊穿
絕緣材料在電場(chǎng)下工作時(shí)由于各種形式的損耗,，部分電能轉(zhuǎn)變成熱能，使介質(zhì)被加熱,，若器件內(nèi)部產(chǎn)生的熱量大于器件散發(fā)出去的熱量,，則熱量就在器件內(nèi)部積聚，使器件溫度升高,，升溫的結(jié)果進(jìn)一步增大損耗，使發(fā)熱量進(jìn)一步增多,，這樣惡性循環(huán)的結(jié)果使器件溫度不斷上升,，當(dāng)溫度超過一定限度時(shí)介質(zhì)會(huì)出現(xiàn)燒裂,、熔融等現(xiàn)象而*喪失絕緣能力，這就是介質(zhì)的熱擊穿,。
3,、化學(xué)擊穿
長(zhǎng)期運(yùn)行在高溫,、潮濕、高電壓或腐蝕性氣體環(huán)境 下的絕緣材料往往會(huì)發(fā)生化學(xué)擊穿,，化學(xué)擊穿和材料內(nèi)部的電解,、腐蝕,、氧化、還原,、氣孔中氣體電 離等一系列不可逆變化有很大的關(guān)系,，而且需要相 當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，材料被“老化",，逐漸喪失絕緣性能， 最后導(dǎo)致被擊穿而破壞,。
化學(xué)擊穿的機(jī)理
（1）在直流和低頻交變電壓下,，由于離子式電導(dǎo)引起電解過程，材料中發(fā)生電還原作用,，使材料的電導(dǎo)損耗急劇上升,，最后由于強(qiáng)烈發(fā)熱成為熱化學(xué)擊穿,； （2）當(dāng)材料中存在著封閉氣孔時(shí),，由于氣體的游離放出的熱量使器件溫度迅速上升,，變價(jià)金屬氧化物在高溫下金屬離子加速?gòu)母邇r(jià)還原成低價(jià)離子,， 甚至還原成金屬原子，使材料電子式電導(dǎo)大大增加,，電導(dǎo)的增加反過來又使器件強(qiáng)烈發(fā)熱,，導(dǎo)致最終擊穿。
三,、影響抗電強(qiáng)度的因素
（1）溫度
• 溫度對(duì)電擊穿影響不大；
• 對(duì)熱擊穿影響較大,，溫度升高使材料的漏導(dǎo)電流增大,，損耗增大,，發(fā)熱量增加,，促進(jìn)了熱擊穿的產(chǎn)生,；
• 環(huán)境的溫度升高使器件內(nèi)部的熱量不容易散發(fā)，進(jìn)一步加大了熱擊穿傾向,。
• 溫度升高使材料的化學(xué)反應(yīng)加速，促使材料老化,，加快了化學(xué)擊穿的進(jìn)程,。
（2）頻率
• 頻率對(duì)熱擊穿有很大的影響,，在一般情況下，如果其他條件不變,，則E穿與頻率w的平方根成反比,，即：
四,、抗電強(qiáng)度的測(cè)量與應(yīng)用
在特定的條件下進(jìn)行，國(guó)標(biāo)GB1408規(guī)定了固體電工材料頻擊穿電壓,，擊穿場(chǎng)強(qiáng),，耐電壓 的實(shí)驗(yàn)方法,。對(duì)試樣的尺寸,，電極的形狀,，加壓方式等都做了規(guī)定,。
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