电击穿 电击穿理论建立在固体电介质中发生碰撞电 离基础上，固体电介质中存在少量传导电 子，在电场加速下与晶格结点上的原子碰 撞，从而击穿 ■ 电击穿理论本身又分为两种解释碰撞电离的 理论 固有击穿理论 电子崩击穿理论
电击穿理论建立在固体电介质中发生 电击穿理论建立在固体电介质中发生碰撞电 离基础上，固体电介质中存在少量传导电 ，固体电介质中存在少量传导电 子，在电场加速下与晶格结点上的原子碰 子，在电场加速下与晶格结点上的原子碰 撞，从而击穿 电击穿理论本身又分为两种解释碰撞电离的 电击穿理论本身又分为两种解释碰撞电离的 理论 固有击穿理论 电子崩击穿理论 电子崩击穿理论 ¾ 电击穿
A(E,a,To)=B(a,To) A(E,a,Tn): 电场作用下单位时间内电子获得的能量 B(α，T):电场作用下单位时间内电子碰撞损失的能量 E:电场，a:标志电子的状态因子，T:晶格温度 固有击穿理论：在某一场强值内，上述关系式成立， 获得和失去的能量平衡，超过则不成立，引起破坏， 称之为固有击穿理论 电子崩击穿理论：当上述平衡破坏后，电子整体上得 到加速，与晶格产生碰撞电离，反复碰撞形成电子 崩，电场作用下给电子注入能量激增，导致介质结构 破坏，称之为电子崩击穿理论
A(E,α,T0)=B(α,T0) A(E,α,T0)：电场作用下单位时间内电子获得的能量 ：电场作用下单位时间内电子获得的能量 B(α,T0)：电场作用下单位时间内电子碰撞损失的能量 ：电场作用下单位时间内电子碰撞损失的能量 E：电场，a ：标志电子的状态因子， ：标志电子的状态因子，T0：晶格温度 固有击穿理论： 固有击穿理论：在某一场强值内，上述关系式成立， 在某一场强值内，上述关系式成立， 获得和失去的能量平衡，超过则不成立，引起破坏， 获得和失去的能量平衡，超过则不成立，引起破坏， 称之为固有击穿理论 称之为固有击穿理论 电子崩击穿理论： 电子崩击穿理论：当上述平衡破坏后，电子整体上得 当上述平衡破坏后，电子整体上得 到加速，与晶格产生碰撞电离，反复碰撞形成电子 到加速，与晶格产生碰撞电离，反复碰撞形成电子 崩，电场作用下给电子注入能量激增，导致介质结构 崩，电场作用下给电子注入能量激增，导致介质结构 破坏，称之为电子崩击穿理论 破坏，称之为电子崩击穿理论
电击穿的特点 时间影响：电压作用时间短，击穿电压高 介质特性：如果介质内含气孔或其它缺陷，对电场造成 畸变，导致介质击穿电压降低 电场均匀度：电场的均匀程度影响极大 累积效应：在极不均匀电场及冲击电压作用下，介质有 明显的不完全击穿现象，导致绝缘性能逐渐下降，称为 累积效应。介质击穿电压会随冲击电压施加次数的增多 而下降 无关因素：击穿电压和介质温度、散热条件、介质厚度、 频率等因素都无关
时间影响：电压作用时间短，击穿电压高 电压作用时间短，击穿电压高 介质特性：如果介质内含气孔或其它缺陷，对电场造成 如果介质内含气孔或其它缺陷，对电场造成 畸变，导致介质击穿电压降低 畸变，导致介质击穿电压降低 电场均匀度：电场的均匀程度影响极大 电场的均匀程度影响极大 累积效应：在极不均匀电场及冲击电压作用 极不均匀电场及冲击电压作用下，介质有 明显的不完全击穿现象，导致绝缘性能逐渐下降，称为 明显的不完全击穿现象，导致绝缘性能逐渐下降，称为 累积效应。介质击穿电压会随冲击电压施加次数的增多 。介质击穿电压会随冲击电压施加次数的增多 而下降 无关因素：击穿电压和介质温度、散热条件、介质厚度、 频率等因素都无关 电击穿的特点
热击穿 A范围：击穿电压和介质温度无关，属于电击穿性质 B范围：温度超过某临界值后，击穿电压随介质温度的 增加而下降，表明击穿已涉及到明显的热过程 50 ( 40 30 A (AD 20 0 0 20 40 60 80100120140160 0(℃) 交变电压下电瓷的击穿电压与温度的关系
A范围：击穿电压和介质温度无关，属于电击穿性质 范围：击穿电压和介质温度无关，属于电击穿性质 B范围：温度超过某临界值后，击穿电压随介质温度的 范围：温度超过某临界值后，击穿电压随介质温度的 增加而下降，表明击穿已涉及到明显的热过程 增加而下降，表明击穿已涉及到明显的热过程 A B 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 θcr θ(℃) Ub（kV）（有效值） 交变电压下电瓷的击穿电压与温度的关系 ¾ 热击穿
热击穿的概念：由于介质损耗的存在，固体电介质在 电场中会逐渐发热升温，温度的升高又会导致固体 电介质电阻的下降，使电流进一步增大，损耗发热 也随之增大。在电介质不断发热升温的同时，也存 在一个通过电极及其它介质向外不断散热的过程。 如果同一时间内发热超过散热，则介质温度会不断 上升，以致引起电介质分解炭化，最终击穿，这一 过程称电介质的热击穿过程
热击穿的概念： 热击穿的概念：由于介质损耗的存在，固体电介质在 的存在，固体电介质在 电场中会逐渐发热升温，温度的升高又会导致固体 电场中会逐渐发热升温，温度的升高又会导致固体 电介质电阻的下降，使电流进一步增大，损耗发热 电介质电阻的下降，使电流进一步增大，损耗发热 也随之增大。在电介质不断发热升温的同时，也存 也随之增大。在电介质不断发热升温的同时，也存 在一个通过电极及其它介质向外不断散热的过程。 在一个通过电极及其它介质向外不断散热的过程。 如果同一时间内发热超过散热 如果同一时间内发热超过散热，则介质温度会不断 ，则介质温度会不断 上升，以致引起 上升，以致引起电介质分解炭化，最终击穿 电介质分解炭化，最终击穿，这一 过程称电介质的热击穿过程 过程称电介质的热击穿过程