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電壓擊穿試驗/電介質(zhì)擊穿

來源:技術(shù)文章    更新時間:2013-10-08    瀏覽:2872次

 

在強電場作用下,電介質(zhì)喪失電絕緣能力的現(xiàn)象。分為固體電介質(zhì)擊穿、液體電介質(zhì)擊穿和氣體電介質(zhì)擊穿3種。 
    固體電介質(zhì)擊穿  導致?lián)舸┑膠ui低臨界電壓稱為擊穿電壓。均勻電場中,擊穿電壓與介質(zhì)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(zhì)自身的耐電強度。不均勻電場中,擊穿電壓與擊穿處介質(zhì)厚度之比稱為平均擊穿場強,它低于均勻電場中固體介質(zhì)的介電強度。固體介質(zhì)擊穿后,由于有巨大電流通過,介質(zhì)中會出現(xiàn)熔化或燒焦的通道,或出現(xiàn)裂紋。脆性介質(zhì)擊穿時,常發(fā)生材料的碎裂,可據(jù)此破碎非金屬礦石。    固體電介質(zhì)擊穿有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(zhì)中積聚起足夠數(shù)量和能量的帶電質(zhì)點而導致電介質(zhì)失去絕緣性能。熱擊穿是因在電場作用下,電介質(zhì)內(nèi)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(zhì)發(fā)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(zhì)的化學變化通常使其電導增加 , 這會使介質(zhì)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。 
    液體電介質(zhì)擊穿  純凈液體電介質(zhì)與含雜質(zhì)的工程液體電介質(zhì)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(zhì)分界面的放電現(xiàn)象稱為液體電介質(zhì)中的沿面放電。這種放電不僅使液體變質(zhì),而且放電產(chǎn)生的熱作用和劇烈的壓力變化可能使固體介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生氣泡。經(jīng)多次作用會使固體介質(zhì)出現(xiàn)分層、開裂現(xiàn)象,放電有可能在固體介質(zhì)內(nèi)發(fā)展,絕緣結(jié)構(gòu)的擊穿電壓因此下降。脈沖電壓下液體電介質(zhì)擊穿時,常出現(xiàn)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(nèi)臟結(jié)石的體外破碎。 
    氣體電介質(zhì)擊穿  在電場作用下氣體分子發(fā)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(zhì)及狀態(tài)等。氣體介質(zhì)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??諝馐呛芎玫臍怏w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(jù)(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。

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