固体介质的击穿理论探究

1.电击穿理论

电击穿理论是以考虑在固体介质中产生碰撞游离为基础，它不包括由边沿效应、介质劣化引起的击穿。

在电场作用下，固体介质中的自由电子若获得较大的动能，就可能使固体晶格上的原子或离子游离，在固体介质中出现很多带电质点，形成电子崩，当电子崩足够强时，可使固体介质击穿。

电击穿的特点是：电压作用时间短、击穿电压高、电介质温度不高、击穿场强不高；击穿场强与电场均匀度有密切关系，而与周围环境几乎无关。

2.热击穿理论

热击穿是在电压作用时间较长的情况下发生的。在电压作用下，介质中有电流流过，而引起介质损耗。由于介质损耗使介质内部发热，温度上升，而介质的电阻具有负温度系数，即温度上升时，电阻较小，这又会使电流进一步增大，损耗所产生的热量也随之增大。如果介质中产生的热量比散发的热量大，介质的温度就会不断上升，引起介质分解、炭化等，致使介质击穿。(www.xing528.com)

当介质中有局部缺陷时，特别是贯通性缺陷，局部的损耗增大，该处温升显著增高，击穿就将发生在这局部缺陷的地方。热击穿电压与环境温度、电压作用时间、电压频率、周围媒质的散热能力和散热条件以及绝缘本身的导热系数、tanδ、电阻率、介质厚度等因素有关。

3.电化学击穿理论

电化学击穿一般发生在电气设备运行很长时间以后，且击穿电压较低。其主要原因往往是介质内部局部放电所致。

高压电气设备绝缘内部不可避免地存在缺陷（如固体绝缘中的气隙、液体绝缘中的气泡）和电场分布的不均匀性，这些气隙、气泡或局部固体绝缘沿面上的场强达到一定值时，就会发生局部放电，使固体介质（特别是有机介质）的劣化损伤逐步扩大，甚至可使整个绝缘击穿或沿面闪络。