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影响介电击穿强度的因素有哪些?

点击次数:6001  更新时间:2019-02-14

影响介电击穿强度的因素有哪些?
  
  闪络-指高压电器(如高压绝缘子)在绝缘表面发生的放电现象,成为表面闪络,简称闪络。
  
  绝缘闪络:绝缘材料在电场作用下,尚未发生绝缘结构的击穿时,在其表面或与电极接触的空气(离子化气体)中发生的放电现象,成为绝缘闪络。
  
  1.电压波形直流、工频正弦及冲击电压下,击穿机理不同,所测的击穿场强也不同,工频交流电压下的击穿场强比直流和冲击电压下的低得多
  
  2..电压作用时间,无论电击穿还是热击穿都需要时间,随着加压时间的增长,击穿电压明显下降。
  
  3、电场的均匀性及电压的极性,电场不均匀往往测得的电压比本征击穿值低。
  
  4、试样的厚度与不均匀性试样的厚度增加,电极边缘电场就更不均匀,试样内部的热量更不易散发,试样内部的含有缺陷的几率增大,这些都会使击穿场强下降。
  
  5.环境条件试样周围的环境条件,如温度、湿度以及压力等都会影响试样的击穿场强;温度升高,通常会使击穿场强下降;湿度增大,会使击穿场强下降;气压对击穿场强的影响,主要是对气体而言。气压高,击穿场强升高:但接近真空时,也会使击穿场强升高。另外还有:时间、辐射、机械力、电极材料及极性效应。
  
  在强电场作用下,电介质丧失电绝缘能力的现象。分为固体电介质击穿、液体电介质击穿和气体电介质击穿3种。
  
  固体电介质击穿导致击穿的zui低临界电压称为击穿电压。均匀电场中,击穿电压与介质厚度之比称为击穿电场强度(简称击穿场强,又称介电强度)。它反映固体电介质自身的耐电强度。不均匀电场中,击穿电压与击穿处介质厚度之比称为平均击穿场强,它低于均匀电场中固体介质的介电强度。固体介质击穿后,由于有巨大电流通过,介质中会出现熔化或烧焦的通道,或出现裂纹。脆性介质击穿时,常发生材料的碎裂,可据此破碎非金属矿石。固体电介质击穿有3种形式:电击穿、热击穿和电化学击穿。电击穿是因电场使电介质中积聚起足够数量和能量的带电质点而导致电介质失去绝缘性能。热击穿是因在电场作用下,电介质内部热量积累、温度过高而导致失去绝缘能力。电化学击穿是在电场、温度等因素作用下,电介质发生缓慢的化学变化,性能逐渐劣化,zui终丧失绝缘能力。固体电介质的化学变化通常使其电导增加,这会使介质的温度上升,因而电化学击穿的zui终形式是热击穿。温度和电压作用时间对电击穿的影响小,对热击穿和电化学击穿的影响大;电场局部不均匀性对热击穿的影响小,对其他两种影响大。
  
  液体电介质击穿纯净液体电介质与含杂质的工程液体电介质的击穿机理不同。对前者主要有电击穿理论和气泡击穿理论,对后者有气体桥击穿理论。沿液体和固体电介质分界面的放电现象称为液体电介质中的沿面放电。这种放电不仅使液体变质,而且放电产生的热作用和剧烈的压力变化可能使固体介质内产生气泡。经多次作用会使固体介质出现分层、开裂现象,放电有可能在固体介质内发展,绝缘结构的击穿电压因此下降。脉冲电压下液体电介质击穿时,常出现强力气体冲击波(即电水锤),可用于水下探矿、桥墩探伤及人体内脏结石的体外破碎。
  
  气体电介质击穿在电场作用下气体分子发生碰撞电离而导致电极间的贯穿性放电。其影响因素很多,主要有作用电压、电板形状、气体的性质及状态等。气体介质击穿常见的有直流电压击穿、工频电压击穿、高气压电击穿、冲击电压击穿、高真空电击穿、负电性气体击穿等。空气是很好的气体绝缘材料,电离场强和击穿场强高,击穿后能迅速恢复绝缘性能,且不燃、不爆、不老化、无腐蚀性,因而得到广泛应用。为提供高电压输电线或变电所的空气间隙距离的设计依据(高压输电线应离地面多高等),需进行长空气间隙的工频击穿试验。

 

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