影響固體介質(zhì)擊穿電壓的因素

如果電壓作用時(shí)間很短，固體介質(zhì)的擊穿往往是電擊穿，擊穿電壓當(dāng)然也較高。隨著電壓作用時(shí)間的增長(zhǎng)，擊穿電壓將下降，如果在加電壓后數(shù)分鐘到數(shù)小時(shí)才引起擊穿，則熱擊穿往往起主要作用。不過(guò)二者有時(shí)很難分清，例如在工頻交流耐壓試驗(yàn)中的試品被擊穿，常常是申和熱雙重作用的結(jié)果。電壓作用時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)十小時(shí)其至幾年才發(fā)生擊穿時(shí)，大多屬于電化學(xué)擊穿的范疇。

以常用的油浸電工紙板為例，以頻擊穿電壓(峰值)作為基準(zhǔn)值，縱坐標(biāo)以標(biāo)么值來(lái)表示。電擊穿與熱擊穿的分界點(diǎn)時(shí)間約在之間，作用時(shí)間大于此值后，熱過(guò)程和電化學(xué)作用使得擊穿電壓明顯下降，不過(guò)擊穿電壓與長(zhǎng)時(shí)間的擊穿電壓相差已不太大，所以通常可將頻試驗(yàn)電壓作為基礎(chǔ)來(lái)估計(jì)固體介質(zhì)在工頻電壓作用下長(zhǎng)期工作時(shí)的熱擊穿電壓。許多有機(jī)絕緣材料的短時(shí)間電氣強(qiáng)度很高，但它們耐局部放電的往往很差，以致長(zhǎng)時(shí)間電氣強(qiáng)度很低，這一點(diǎn)必須予以重視。在那些不可能用油浸等方法來(lái)消除局部放電的絕緣結(jié)構(gòu)中(例如旋轉(zhuǎn)電機(jī))，就必須采用云母等耐局部放電好的無(wú)機(jī)絕緣材料。油浸電工紙板的擊穿電壓與加電壓時(shí)間的關(guān)系時(shí)電場(chǎng)均勻程度和介質(zhì)的厚度處于均勻電場(chǎng)中的固體介質(zhì)，其擊穿電壓往往較高，且隨介質(zhì)厚度的增加近似地成線性增大若在不均勻電場(chǎng)中，介質(zhì)厚度增加將使電場(chǎng)不均勻，于是擊穿電壓不再隨厚度的增加而線性上升。當(dāng)厚度增加使散熱困難到可能引起熱擊穿時(shí)，增加厚度的意義就小了。

高壓電器穩(wěn)定性試驗(yàn)新技術(shù)、新設(shè)備應(yīng)用與操作及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)務(wù)全書(shū)常用的固體介質(zhì)一般都含有雜質(zhì)和氣隙，這時(shí)即使處于均勻電場(chǎng)中，介質(zhì)內(nèi)部的電場(chǎng)分布也是不均勻的，最大電場(chǎng)強(qiáng)度集中在氣隙處，使擊穿電壓下降。如果經(jīng)過(guò)真空干燥、真空浸油或浸漆處理，則擊穿電壓可明顯提高。

頻率在電擊穿域內(nèi)，如果頻率的變化不造成電場(chǎng)均勻度的改變，則擊穿電壓與頻率幾乎無(wú)關(guān)。在熱擊穿區(qū)域內(nèi)，如果頻率使和變化不大，則擊穿電壓將與頻率的平方根成反比。如厚度為玻璃，在工頻時(shí)的擊穿電壓為(有效值)，而在高頻時(shí)擊穿電壓僅為(有效值)。這是因?yàn)轭l率上升使介質(zhì)損耗上升，導(dǎo)致發(fā)熱，促使熱擊穿過(guò)程的發(fā)展。

溫度固體介質(zhì)在某個(gè)溫度范圍內(nèi)其擊穿性質(zhì)屬于電擊穿，這時(shí)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)很高，且與溫度幾乎無(wú)關(guān)。超過(guò)某個(gè)溫度后將發(fā)生熱擊穿，溫度越高熱擊穿電壓越低如果其周圍媒質(zhì)的溫度也高，且散熱條件又差，熱擊穿電壓將低。因此，以固體介質(zhì)作絕緣材料的電氣設(shè)備，如果某處局部溫度過(guò)高，在工作電壓下即有熱擊穿的危險(xiǎn)。不同的固體介質(zhì)其耐熱和耐熱等級(jí)是不同的，因此它們由電擊穿轉(zhuǎn)為熱擊穿的臨界溫度一般也是不同的。 

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