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    在電場(chǎng)作用下，固體介質(zhì)的擊穿可能因電過(guò)程(電擊穿)、熱過(guò)程(熱擊穿)、電化學(xué)過(guò)程(電化學(xué)擊穿)而引起。固體介質(zhì)擊穿后，會(huì)在擊穿路徑留下放電痕跡，如燒穿或熔化的通道以及裂縫等，從而永遠(yuǎn)喪失其絕緣性能，故為非自恢復(fù)絕緣。

    實(shí)際電氣設(shè)備中的固體介質(zhì)擊穿過(guò)程是錯(cuò)綜復(fù)雜的，它不僅取決于介質(zhì)本身的特性，還與絕緣結(jié)構(gòu)型式、電場(chǎng)均勻度、外加電壓波形和加電壓時(shí)間以及工作環(huán)境(周圍媒質(zhì)的溫度及散熱條件)等多種因素有關(guān)，所以往往要用多種理論來(lái)說(shuō)明其擊穿過(guò)程。

    常用的有機(jī)絕緣材料，如纖維材料(紙、布和纖維板)以及聚乙烯塑料等，其短時(shí)電氣強(qiáng)度很高，但在工作電壓的長(zhǎng)期作用下，會(huì)產(chǎn)生電離、老化等過(guò)程，從而使其電氣強(qiáng)度大幅度下降。所以，對(duì)這類絕緣材料或絕緣結(jié)構(gòu)，不僅要注意其短時(shí)耐電特性，而且要重視它們?cè)陂L(zhǎng)期工作電壓下的耐電性能。

    固體介質(zhì)的電擊穿是指僅僅由于電場(chǎng)的作用而直接使介質(zhì)破壞并喪失絕緣性能的現(xiàn)象。固體介質(zhì)中存在少量處于導(dǎo)帶能級(jí)的電子(傳導(dǎo)電子)，它們?cè)趶?qiáng)電場(chǎng)作用下加速，并與晶格結(jié)點(diǎn)上的原子(或離子)不斷碰撞。當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)傳導(dǎo)電子從電場(chǎng)獲得的能量大于碰撞時(shí)失去的能量，則在電子的能量達(dá)到了能使晶格原子(或離子)發(fā)生電離的水平時(shí)，傳導(dǎo)電子數(shù)將迅速增多，引起電子崩，破壞了固體介質(zhì)的品格結(jié)構(gòu)，使電導(dǎo)大增而導(dǎo)致?lián)舸?/p>

    在介質(zhì)的電導(dǎo)(或介質(zhì)損耗)很小、又有良好的散熱條件以及介質(zhì)內(nèi)部不存在局部放電的情況下，固體介質(zhì)的擊穿通常為電擊穿，其擊穿場(chǎng)強(qiáng)一般可達(dá)10⁵~10⁶kV/m，比熱擊穿時(shí)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)高很多，后者僅為103~10⁴kV/m。

    電擊穿的主要特征為：擊穿電壓幾乎與周圍環(huán)境溫度無(wú)關(guān)；除時(shí)間很短的情況外，擊穿電壓與電壓作用時(shí)間的關(guān)系不大；介質(zhì)發(fā)熱不顯著；電場(chǎng)的均勻程度對(duì)擊穿電壓有顯著影響。

    熱擊穿是由于固體介質(zhì)內(nèi)的熱不穩(wěn)定過(guò)程造成的。當(dāng)固體介質(zhì)較長(zhǎng)期地承受電壓的作用時(shí)，會(huì)因介質(zhì)損耗而發(fā)熱，與此同時(shí)也向周圍散熱，如果周圍環(huán)境溫度低、散熱條件好，發(fā)熱與散熱將在一定條件下達(dá)到平衡，這時(shí)固體介質(zhì)處于熱穩(wěn)定狀態(tài)，介質(zhì)溫度不會(huì)不斷上升而導(dǎo)致絕緣的破壞。但是，如果發(fā)熱大于散熱，介質(zhì)溫度將不斷上升，導(dǎo)致介質(zhì)分解、熔化、碳化或燒焦，從而發(fā)生熱擊穿。

    固體介質(zhì)在長(zhǎng)期工作電壓的作用下，由于介質(zhì)內(nèi)部發(fā)生局部放電等原因，使絕緣劣化、電氣強(qiáng)度逐步下降并引起擊穿的現(xiàn)象稱為電化學(xué)擊穿。在臨近最終擊穿階段，可能因劣化處溫度過(guò)高而以熱擊穿形式完成，也可以因介質(zhì)劣化后電氣強(qiáng)度下降而以電擊穿形式完成。局部放電是介質(zhì)內(nèi)部的缺陷(如氣隙或氣泡)引起的局部性質(zhì)的放電。局部放電使介質(zhì)劣化、損傷、電氣強(qiáng)度下降的主要原因?yàn)椋孩俜烹娺^(guò)程產(chǎn)生的活性氣體O₃、NO、NO₂等對(duì)介質(zhì)會(huì)產(chǎn)生氧化和腐蝕作用；②放電過(guò)程有帶電粒子撞擊介質(zhì)，引起局部溫度上升、加速介質(zhì)氧化并使局部電導(dǎo)和介質(zhì)損耗增加；③帶電粒子的撞擊還可能切斷分子結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致介質(zhì)破壞。局部放電的這幾方面影響，對(duì)有機(jī)絕緣材料(如紙、布、漆及聚乙烯材料等)來(lái)說(shuō)尤為明顯。

    電化學(xué)擊穿電壓的大小與加電壓時(shí)間的關(guān)系非常密切，但也因介質(zhì)種類的不同而異。絕緣材料中因小曲率半徑電極、微小空氣隙、雜質(zhì)等因素而出現(xiàn)高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)時(shí)，往往在此處先發(fā)生局部的樹(shù)枝狀放電，并在有機(jī)固體介質(zhì)上留下纖細(xì)的溝狀放電通道的痕跡，這就是樹(shù)枝化放電劣化。

    在交流電壓下，樹(shù)枝化放電劣化是局部放電產(chǎn)生的帶電粒子沖撞固體介質(zhì)引起電化學(xué)劣化的結(jié)果。在沖擊電壓下，則可能是局部電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)了材料的電擊穿場(chǎng)強(qiáng)所造成的結(jié)果。

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