電氣強(qiáng)度/擊穿強(qiáng)度測(cè)試設(shè)備

電氣強(qiáng)度/擊穿強(qiáng)度測(cè)試設(shè)備

電擊穿

電擊穿是因電場(chǎng)使電介質(zhì)中積聚起足夠數(shù)量和能量的帶電質(zhì)點(diǎn)而導(dǎo)致電介質(zhì)失去絕緣性能。熱擊穿是因在電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)內(nèi)部熱量積累、溫度過(guò)高而導(dǎo)致失去絕緣能力。電化學(xué)擊穿是在電場(chǎng)、溫度等因素作用下，電介質(zhì)發(fā)生緩慢的化學(xué)變化，性能逐漸劣化，最終喪失絕緣能力。固體電介質(zhì)的化學(xué)變化通常使其電導(dǎo)增加，這會(huì)使介質(zhì)的溫度上升，因而電化學(xué)擊穿的最終形式是熱擊穿。溫度和電壓作用時(shí)間對(duì)電擊穿的影響小，對(duì)熱擊穿和電化學(xué)擊穿的影響大；電場(chǎng)局部不均勻性對(duì)熱擊穿的影響小，對(duì)其他兩種影響大。

熱擊穿

當(dāng)固體電介質(zhì)承受電壓作用時(shí)，介質(zhì)損耗是電介質(zhì)發(fā)熱、溫度升高；而電介質(zhì)的電阻具有負(fù)溫度系數(shù)，所以電流進(jìn)一步增大，損耗發(fā)熱也隨之增加。電介質(zhì)的熱擊穿是由電介質(zhì)內(nèi)部的熱不平衡過(guò)程造成的。如果發(fā)熱量大于散熱量，電介質(zhì)溫度就會(huì)不斷上升，形成惡性循環(huán)，引起電介質(zhì)分解、炭化等，電氣強(qiáng)度下降，最終導(dǎo)致?lián)舸?/p>

熱擊穿的特點(diǎn)是：擊穿電壓隨溫度的升高而下降，擊穿電壓與散熱條件有關(guān)，如電介質(zhì)厚度大，則散熱困難，因此擊穿電壓并不隨電介質(zhì)厚度成正比增加；當(dāng)外施電壓頻率增高時(shí)，擊穿電壓將下降。

電化學(xué)擊穿

固體電介質(zhì)受到電、熱、化學(xué)和機(jī)械力的長(zhǎng)期作用時(shí)，其物理和化學(xué)性能會(huì)發(fā)生不可逆的老化，擊穿電壓逐漸下降，長(zhǎng)時(shí)間擊穿電壓常常只有短時(shí)擊穿電壓的幾分之一，這種絕緣擊穿成為電化學(xué)擊穿。當(dāng)加在某絕緣介質(zhì)上的電壓高于過(guò)一定程度（擊穿電壓）后，這時(shí)絕緣介質(zhì)會(huì)發(fā)生突崩潰而使其電阻迅速下降，繼而使得一部分絕緣介質(zhì)變?yōu)閷?dǎo)體。在有效的擊穿電壓下，電擊穿現(xiàn)象可以發(fā)生在固體、流體、氣體或者真空等不同的介質(zhì)中。

電樹(shù)枝（預(yù)擊穿）

在電氣工程中，樹(shù)化是固體絕緣中的一種電氣預(yù)擊穿現(xiàn)象。這是由于局部放電而造成的破壞性過(guò)程，并通過(guò)受應(yīng)力的介電絕緣層，在類似于樹(shù)枝的路徑中進(jìn)行。固體高壓電纜絕緣的樹(shù)化是地下電力電纜中常見(jiàn)的擊穿機(jī)制和電氣故障來(lái)源。當(dāng)干介電材料在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)受到高且發(fā)散的電場(chǎng)應(yīng)力時(shí)，首先發(fā)生并傳播電樹(shù)。觀察到電樹(shù)化起源于雜質(zhì)、氣孔、機(jī)械缺陷或?qū)щ娡黄鹪陔娊橘|(zhì)的小區(qū)域內(nèi)引起過(guò)度電場(chǎng)應(yīng)力的點(diǎn)。這可以使體電介質(zhì)內(nèi)的空隙內(nèi)的氣體電離，從而在空隙的壁之間產(chǎn)生小的放電。雜質(zhì)或缺陷甚至可能導(dǎo)致固體電介質(zhì)本身的部分擊穿。這些局部放電(PD)產(chǎn)生的紫外線和臭氧隨后與附近的電介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，分解并進(jìn)一步降低其絕緣能力。隨著電介質(zhì)的降解，氣體通常會(huì)釋放出來(lái)，從而產(chǎn)生新的空隙和裂縫。這些缺陷進(jìn)一步削弱了材料的介電強(qiáng)度，增強(qiáng)了電應(yīng)力，加速了PD過(guò)程。