第7讲 固体电介质的击穿特性.ppt

高电压技术屠幼萍+80798656,****************@高电压与电磁兼容研究所+80798656,****************@、固、液三种电介质中,固体密度最大,耐电强度最高空气的耐电强度一般在3—4kV/mm左右; 液体的耐电强度在10—20kV/mm; 固体的耐电强度在十几—几百kV/mm 固体电介质的击穿过程最复杂,且击穿后是唯一不可恢复的绝缘 普遍规律:任何介质的击穿总是从电气性能最薄弱的缺陷处发展起来的,这里的缺陷可指电场的集中,也可指介质的不均匀性一、 区域A:击穿时间小于10s的区域,此范围内击穿电压随击穿时间的缩短而提高。类似于气体介质击穿的伏秒特性 区域B:击穿时间在10s范围的区域,此范围内击穿电压恒定, 区域C:击穿电压随击穿前时间的增加而明显下降,具有热击穿的特点 区域D:C区以外电工纸板的击穿电压与电压作用时间的关系A、B区:属于电击穿 C区:属于热击穿 D区:为电化学击穿、电老化,击穿时间在几十个小时以上,甚至几年电击穿理论建立在固体电介质中发生碰撞电离基础上,固体电介质中存在少量传导电子,在电场加速下与晶格结点上的原子碰撞,(E,α,T0)=B(α,T0) A(E,α,T0):电场作用下单位时间内电子获得的能量 B(α,T0):电场作用下单位时间内电子碰撞损失的能量 E:电场,α:标志电子的状态因子,T0:晶格温度固有击穿理论:在某一场强值内,上述关系式成立,获得和失去的能量平衡,超过则不成立,引起破坏,称之为固有击穿理论 电子崩击穿理论:当上述平衡破坏后,电子整体上得到加速,与晶格产生碰撞电离,反复碰撞形成电子崩,电场作用下给电子注入能量激增,导致介质结构破坏,称之为电子崩击穿理论时间影响:电压作用时间短,击穿电压高 介质特性:如果介质内含气孔或其它缺陷,对电场造成畸变,导致介质击穿电压降低 电场均匀度:电场的均匀程度影响极大 累积效应:在极不均匀电场及冲击电压作用下,介质有明显的不完全击穿现象,导致绝缘性能逐渐下降,称为累积效应。介质击穿电压会随冲击电压施加次数的增多而下降 无关因素:击穿电压和介质温度、散热条件、介质厚度、 A范围:击穿电压和介质温度无关,属于电击穿性质 B范围:温度超过某临界值后,击穿电压随介质温度的增加而下降,表明击穿已涉及到明显的热过程交变电压下电瓷的击穿电压与温度的关系