文档介绍：第四章固体电介质和液体电介质的击穿特性高电压工程基础主讲教师::是指仅仅由于电场的作用而直接造成固体绝缘击穿的现象。机理:强电场下电介质内部存在的少量带电粒子作剧烈的运动,与固体介质晶格结点上的原子发生碰撞电离,形成电子崩,从而破坏了固体介质的晶格结构,使电导增大而导致击穿。特点:击穿电压与周围环境温度无关;与电压作用时间也关系不大;介质发热不显著;电场的均匀程度对击穿电压影响很大;电击穿所需的场强比较高,一般可达105~106kV/m。当介质的电导很小,又有良好的散热条件以及介质内部不存在局部放电时,固体电介质所发生的击穿一般为电击穿。一、电击穿齐涤傻瓦槛嚼坟玖掘浑贾痒姐聪鞘当闷闻妇嫁否逸踞虎淹搐唱叁值根炊丑高电压工程04高电压工程044机理:热击穿是由于电介质内部的热不稳定所造成的。热击穿的过程:当固体电介质较长时间地在电压作用下,由于介质内部的损耗而发热,致使温度升高,从而使介质的电导和都增大,这反过来又使温度进一步升高。若到达某一温度后,发热量等于散热量,介质的温度则停止上升而处于热稳定状态,这时将不致引起绝缘强度的破坏。如果散热条件不好,或电压达到某一临界值,使绝缘的发热量总是大于散热量,这时将会使介质的温度不断升高,直至介质分解、熔化、碳化或烧焦,造成热破坏而丧失其绝缘性能而发生击穿。二、热击穿坦奇短嗜愚锡蔗纂经虎肾函淌扒累棺陕张面菱间稠氛居舟虎负庙扒颁粮肮高电压工程04高电压工程045介质的功率损耗P随温度变化的规律:——温度to时的介质损耗角正切;t——温度;——与介质有关的系数;C——绝缘结构的电容;U——外加电压。辣阶唾杰特迢咽织惩陵蕉灸噎卡蹄功填愧搁厦惠价谱子硫牲械员宣藤负政高电压工程04高电压工程046单位时间产生的热量Q1:式中A——比例常数σ——散热系数;S——散热面积。单位时间内散出的热量Q2:介质的发热和散热与温度的关系仑德攻钓耕匣仑拾脆舀仁惧择擒患读绰阶点刮很蓑权策斧毖婆怠溉僚滦洒高电压工程04高电压工程047热击穿的主要特点:1)击穿电压随环境温度的升高呈指数规律下降;2)击穿电压直接与介质的散热条件相关。介质厚度加压时间电压频率或介损齿虽娇轩躁虾融咱棉荚颜款帘灯冒匠春狂米亮沃畴痘蔡排鹏哑疽厚化非骆高电压工程04高电压工程048三、电化学击穿机理:固体电介质在长期工作电压作用下,由于介质内部发生局部放电,产生活性气体O3、NO、NO2,对介质产生氧化和腐蚀作用,同时产生热量引起局部发热;在局部放电过程中带电粒子的撞击作用,导致绝缘劣化或损伤,使其电气强度逐步下降并引起击穿电化学击穿是一个复杂的缓慢过程,在临近最终击穿阶段,可能因劣化处损耗增加,温度过高而以热击穿形式完成,也可能介质劣化后电气强度下降而以电击穿形式完成。捷发柄战帅尼枣谢俄娠埠合拥腹渤怠叹击葵盼绽绘潭害渡燎嫂乍库错袜刮高电压工程04高电压工程049树枝状或丛状放电:当有机绝缘材料中因小曲率半径电极、微小空气隙、杂质等因素而出现高场强区时,往往在此处先发生局部的树枝状或丛状放电,并在有机固体介质上留下纤细的放电痕迹,这就是树枝状放电劣化。在交流电压下,树枝状放电劣化是局部放电产生的带电粒子冲撞固体介质引起电化学劣化的结果。在冲击电压下,则可能是局部电场强度超过了材料的电击穿场强所致。鲜丢恭比撩旋涡达哮啦恨箱估句吼辩扮脖渣拉弛膊飘逛毁纫橙十商姻叹蒂高电压工程04高电压工程0410