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關(guān)于絕緣材料的抗電強(qiáng)度、擊穿場(chǎng)強(qiáng),、介電強(qiáng)度
絕緣材料抗電強(qiáng)度
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
二,、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,。
三,、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從高價(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,。
四,、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：
五,、抗電強(qiáng)度的測(cè)量與應(yīng)用：
在特定的條件下進(jìn)行，標(biāo)準(zhǔn)GB/T1408.1-2016,；IEC60243-1：2013,；GB/T1408.2-2016；IEC60243-2：2013,；ASTM D149,；GB/T1695-2005；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。
