本章介绍电介质在强电场下的击穿机理。击穿形式可分为电击穿、热击穿和放电击穿,它与物质的聚集状态相关。
介质击穿
![image.png image.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202208/uepic/f46a2a4d-3697-48df-8e3e-b03195510493.jpg)
击穿的分类
¾ 本征击穿(Intrinsic Breakdown):电击穿
¾ 非本征击穿:热击穿(Thermal Breakdown)
¾ 放电击穿(Discharge Breakdown)
介质击穿两种情况
¾ 发生永久性变化(或叫不可逆变化):如固体介质击穿。
¾ 发生可恢复性变化:介质在电场的作用下被击穿,把外电 场撤除后,介质又恢复其绝缘性能,如气体。
¾ “自愈现象”(Self-Healing),如金属化纸介电容器 。
技术参数:
型号:ZJC-100kV
输入电压:220V±10% 50-60Hz
功率:10kvA
输出电压:AC/DC;0-100kV
升压速率:0.1kv/S-5kv/S(无档)
升压方式:AC/DC;匀速升压,慢速升压,快速升压,耐压试验,梯度升压
试验判停方式:电压或电流
试验介质:绝缘油或空气
电压精度:1.5%≤;(10-100)%
电流设置:1-30mA可调
试验放电:试验结束自动放电或手动按钮放电或放电棒放电
安全设置:电压保护;电流保护;时间保护;高压装置运行提示;仪器电源未接通提示;高压运行结束提示;高压放电运行提示 ;高压起点提示;放电机构位置检测;开关安全门(门开启自动断电);高压启动和高压停止有单独开关(与安全门联动);升压装置有起点和终点限位开关;主机带有单独电压、电流显示功能保护;主机带有试验结束自动放电机构;人工控制的手动放电装置有两种(放电棒和按钮开关放电);直流试验结束仪器自动放电;接地安全线检测功能保护;
实验环境:湿度80%≤;温度40℃≤。
试验辅助功能:照明;排风
设备尺寸(长宽高mm):1600*1000*1500
重量(kg):1000kg
![_MG_3608_副本.jpg _MG_3608_副本.jpg](https://img1.17img.cn/17img/images/202208/uepic/6ef90d82-7ac4-4dc7-861e-39938256f590.jpg)
固体介质的击穿
一、固体介质击穿的一般规律
1. 固体介质的击穿电场大于液体和气体介质
Eb (气体) =3×106V/m
Eb (液体) =107~108V/m
Eb (固体) =108~109V/m
2. 固体介质击穿是永久性的
3. 击穿的发展过程
¾ 介电性能的破坏:绝缘变成导体(电击穿)
¾ 介质本身的破坏:有明显的击穿通道(热击穿、机械击 穿)
4. 击穿与实验条件有关:
电极形状、媒质、散热条件、电压类型、加压时间、厚度。
固体介质击穿的分类
![image.png image.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202208/uepic/216bfd70-8be3-41d0-8740-2d350f9e6906.jpg)
电击穿的特点:
①击穿前的强电场 ,符合玻尔定律: I = I0 eAU 或弗兰克尔定律: I = I0 eB U
②击穿场强高,击穿电场范围较窄:108~109V/m ③在均匀电场中,电击穿发生时的电场强度直到厚度为 0.1u-1u范围都与厚度无关。
④击穿场强与周围媒质温度无关
⑤击穿场强与加压时间无关
电击穿必须满足:
电导率γ 小、tgδ小、散热条件好,无气隙、无边缘放电
![image.png image.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202208/uepic/e888ec50-6332-4eac-9fea-72b027bedfe5.jpg)
固体介质的热击穿理论
![image.png image.png](https://img1.17img.cn/17img/images/202208/uepic/4a25a94f-6f1e-4f51-a0b4-26ab88eec1b9.jpg)
两点结论:
¾热击穿电压Ub与温度T密切有关,和电阻率ρ与温度 的关系相同,只是指数减半,logUb的斜率差不多为 logρ斜率的一半;
¾热击穿电压Ub与沟道长度d成正比,但实验未证实。