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固體擊穿電壓的過程
閱讀:662發(fā)布時間:2024-2-22
實驗證明:隨著施加于介質(zhì)的電壓的增加,,當其達某一臨界值(擊穿電壓)時,,通過介質(zhì)的電流劇增,發(fā)生了擊穿,。固體介質(zhì)擊穿后,,便喪失了它的絕緣性能,變?yōu)閷w(氣,、液態(tài)介質(zhì),、當外施電壓除去后絕緣性能還可恢復)
固體介質(zhì)在電場作用下工作,并受熱,、機械,、化學等的作用,都會對絕緣性能起變壞的作用,,故介質(zhì)的擊穿過程是與以上各因素有關(guān)的,。
一、固體介質(zhì)的擊穿過程
對固體介質(zhì)加電壓后,,當介質(zhì)中電場足夠時,,會使介質(zhì)內(nèi)存在的少量自由電子得到加速,產(chǎn)生碰撞游離,,使電子數(shù)增多,,導致?lián)舸@種擊穿形式稱為電擊穿,。其特點是:過程極快,,約為10-6—10-8s;擊穿電壓值高,,介質(zhì)溫度不高,;擊穿場強與電場均勻程度關(guān)系密切,。與周圍環(huán)境溫度無關(guān)。
在固體介質(zhì)受電壓作用時間較長時,,由于介質(zhì)中發(fā)生損耗的熱量大于發(fā)散的熱量時,介質(zhì)溫度便升高,,而介質(zhì)又具有負的溫度系數(shù),,這將會使電流進一步增大。因此,,損耗發(fā)熱也隨之增大,,最后溫升過高,導致絕緣性能喪失,,介質(zhì)即被擊穿,。如果介質(zhì)原來存在局部缺陷,則該處損耗增大,,溫升增高,,易在此處發(fā)生擊穿。這種與熱的過程相關(guān)的擊穿稱熱擊穿,。熱擊穿與環(huán)境溫度有關(guān),;與電壓作用時間有關(guān),與電源頻率有關(guān),,還與周圍媒質(zhì)的熱導,、散熱條件及介質(zhì)本身導熱系數(shù)、損耗,、厚度等有關(guān),。
如果設(shè)備運行時間很長以后(數(shù)千小時乃至數(shù)年),運行中其絕緣受到熱,、化學,、機械作用,絕緣性能逐漸變壞,,這一過程可能是不可逆的,,即在除去電壓后,介質(zhì)不再恢復它原來的特性,,稱此過程為老化,。使介質(zhì)發(fā)生老化的原因是:局部過熱,高電場強度下介質(zhì)內(nèi)氣泡的局部放電所產(chǎn)生的臭氧及氮的氧化物的腐蝕,;機械撞擊及不同溫度系數(shù)造成的應(yīng)力引起的損傷,;或介質(zhì)不均勻及電場邊緣場強集中引起局部過電壓。以上過程可能同時作用于介質(zhì),,導致絕緣性能下降,,以致在工作電壓或過電壓下形成擊穿,,稱此過程為電化學擊穿。
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