高电压课件 第8讲 液体、固体电介质特性(三)

高电压技术

2. 固体电介质的击3穿 气、固液三种、电质介中耐电强度，依为： 次气空一般在： — 3 4k/Vm左m右； 液：体0 1—2 0 kVm/; m固：十几体 几百—V/kmm 固体电介的质穿击过程最复杂且击穿，后是唯一不可复恢 的缘绝普 遍律：规何任介质击穿的是从电总性气最薄能弱的缺陷 处发展来的起，里这缺的陷指电场的集中可也，指介质 可的均匀不性

固体穿击特Ub性1

电穿击2

3

热击

穿化电击穿学10-6

10-3

1

103

10

610

9

t()

固s体质击穿电压与介时变间曲化线

、一体电介质固的穿过程击固电体质介穿击性特划分的：击穿电压为分一钟压的耐分百比 (%)

区域A数击穿时间：小于0 1s 的区域 此范，围内穿电压随击穿击时 间的缩短提高而 。区域 B:穿时间在10 击.02S围 的区域范，击穿压恒定。电5004 50 04035 0300区域 B区域A2 0 5Φ 05 20 15001 0 00 50 Φ 010 μs区域

这C个两域区内击穿都具有电的穿 的击性区质C域击：电压随击穿穿时间前 增加明显的下降，有具热穿的击特 区点D :域C区外以153

.s

imn278

h1 0-11 1 10 102 013 1 041 05 01 6 0 17 0 181 09 101 01 011 011 2时(间μ)

s电纸工板击的穿电与压压电用作间的时系关A、B区 属：于电击穿; 区：属C热击穿于D 区：为电 化学击穿电、化老，穿时间击几在个小时十上以，甚至几

二、固体介 击穿质理论

电击理穿：基础论发生是碰电撞离类似于，气汤体理论逊液和体电穿理论击;

热击穿理：介质论部内不热平；衡 化学电击穿论理电：质介电受热、化、和机械力的学期长用作。

(一)电击穿理论

机理：立在碰撞电建离基础上，量少传导子，电在 场电加速与下晶结格点的上子原撞，最终碰导致 穿击时间影响电压作用时：间短，穿击压高电介质特：如性果质介含气内或孔它缺陷其对电场造成，畸变 导，介致击穿质压降电 低场均电度匀电场：的匀均度影响极大 程累效应积在：极均不电匀及场冲击电压用下，介作质明有显的不完全 穿击现，象致绝缘性导能逐下渐，称降为积 累应。介效击穿电质会压随冲击压电加施次的增数而多下降 关因无素电：击电穿压介质温和度散、热条、件质厚度 、频介率等因都无关素

碰撞电

引离起击穿的种理论两

有固穿击理——单位时论内传导电间子电场从获 的得量能因碰与撞失而的能去量不平衡能， 堆积量超(电过离能)而起击引穿

电崩击穿理论子—传—导电子由电得到场可 使了格晶原子离电能的量产生了，子崩电当， 子电发展到足够强崩(时d 足够),大引起体 固质介击穿

二(热击)穿理

论 机理：介内部发质和散热热的平不衡致。导电导流和介质电化极引起损介使，质介热发而，导电随率 度温升急剧高增大，损发耗进一步热加。如果发增量大热于散 热量介，质温不断度升，高将起介引分质解炭、化 最，终致导穿击。 特点：穿击电压环境随度温的升按指数规律降低高； ①与压电用作间有关；时② 与发和散热热件条关有如介质；厚度，大热困难散；③ 当 压电率增大时，频穿电压击下将降。

(

3电化学)击理论穿 机理：介质劣化的结果 介质的局。部陷缺域发区生部放局，电 种放这并电立不形成贯即穿性道通(完全不击穿),它使 介引起化质离解学，成形枝树通道，状这树枝些状通道随 间时移不推断伸，使长缘绝一步劣化，进终最发展 整个电介质到穿击

特点：。化学击电穿绝由缘能性降下起引，因击穿电此比压电穿击和击穿热压低电，不发生在高很压下电而是，较 在低压下甚电至是工电压作发下

生电质中的树介老枝化

有绝机材料缘树老的化树老化类型：树电老和水化树化 老 老化树原的因 电离性老化该：气隙或气泡内容发生易电离造 成邻，绝近物缘分解的破坏、(表现变为酥、化等炭 形式),并沿电方向逐场渐向绝层缘处发深展，在 机绝有缘料中材呈会树枝发展，状称作电树枝“” 电导性化老在：电两极间之绝的缘层存在液中态 电物质(例导如)水，当该场强超处过某定值， 该液时会沿电场方体逐渐向深入到缘绝层，形中 近成树枝状似的痕迹，称作水树“枝”

树枝化的一老般状形Terelike树枝状-Bus-likhe灌木丛状

hecstut-lnki栗e子状

三

影、响体电介固质击穿压的电素因 电压作时用 温间 度电场匀程度 电均种类压 累积应 效受 机潮负械 二荷效应次如空电荷间等

1)电压作用(间时U1b击电穿

23热击穿

化电学穿击1

0-61

-301

1

0310

6

10

t9s)(固介体质穿击压与电压电作时用变化间曲

线(2)度 温小t0 时，于属电于穿击 当温 超过度t值0,温 时越度，散热高条件差越 ，击电穿越压低此，时 于热击属穿。t 0为称转折温 。度

()3场均电匀度程Ub k/V 幅值)(4

030

20

1均匀电场(流直)

2均 电场(交流匀)3不均匀电 场(流)交0240 6 0d μm

/1 0

0

匀电均场，击穿中压电较，高而且击穿电压随质厚介度的增 呈线性加系上升 关不均匀电中，场击穿电随压介厚度的增加质不线呈上 性。升可会出能热现穿，因此介击厚质达到一度定度后程 厚，再增度对加提高击穿电意压义大不

。