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介电强度试验机有哪些理论知识

一、介质在电场中的破坏&苍产蝉辫;

1. 概念&苍产蝉辫;

v 介质的击穿：外加电场强度超过某一临界值时，材料中形成&苍产蝉辫;或存在电荷顺利通过的击穿“隧道"，使材料破坏，介质由&苍产蝉辫;介电状态变为导电状态的现象。&苍产蝉辫;

v 介电强度：使介质发生击穿的临界电场强度。

2. 电击穿&苍产蝉辫;

v 固体介质电击穿的碰撞理论：&苍产蝉辫;

?强电场作用下，固体导带中因冷或热发射存在一些电子，&苍产蝉辫;这些电子被加速，获得动能；&苍产蝉辫;

?高速电子与晶格振动相互作用，把能量传递给晶格；&苍产蝉辫;

?一定温度和场强下平衡时，固体介质有稳定的电导；&苍产蝉辫;

?当电子从电场中获得能量大于传递给晶格振动能量时，&苍产蝉辫;电子动能越来越大；&苍产蝉辫;

?大到一定值，电子与晶格振动的相互作用导致电离产生新电子，使电子数目迅速增加，电导进入不稳定状态，&苍产蝉辫;发生击穿。

3. 热击穿&苍产蝉辫;

v 热击穿的本质：&苍产蝉辫;

?处于电场中的介质，由于介质损耗而受热；&苍产蝉辫;

?当外加电压足够高时，散热和发热从平衡状态转入非平&苍产蝉辫;衡状态；&苍产蝉辫;

?若发热量比散热量多时，热量就在介质内部聚集，使介&苍产蝉辫;质温度升高；&苍产蝉辫;

?温度升高又导致电导率和损耗的进一步增加，介质的温&苍产蝉辫;度将越来越高，直至出现破坏。

二、无机材料的击穿&苍产蝉辫;

1. 不均匀介质中的电场分配&苍产蝉辫;

v 假设不均匀介质结构由两层介质组成，在系统上加直流电压&苍产蝉辫;U，利用串联模型导出：

2. 电离击穿&苍产蝉辫;

?材料中存在气孔，导致均匀性降低；&苍产蝉辫;

?气体的电导率和介电常数很小，加上电压后电场较高，&苍产蝉辫;而气体本身抗电强度比固体介质低得多；&苍产蝉辫;

?发生强烈的气体放电，即电离，产生大量的热量；&苍产蝉辫;

?气孔附近局部区域强烈过热，在材料内部形成相当高的&苍产蝉辫;内应力；&苍产蝉辫;

?当热应力超过一定限度时，材料丧失机械强度而发生破&苍产蝉辫;坏，以致介电强度丧失，造成击穿；&苍产蝉辫;

?这种击穿称为电-机械-热击穿。

v 介电强度与样品的尺寸有关：样品尺寸减小，在一定应力下，&苍产蝉辫;存在可导致材料击穿的缺陷相应减小。&苍产蝉辫;

v 电压老化或化学击穿：大量的气孔放电，在介质内部引起不&苍产蝉辫;可逆的物理化学变化，使介质击穿电压下降。

3. 表面放电和边缘击穿&苍产蝉辫;

(1) 表面放电：&苍产蝉辫;

?固体材料常处于气体媒介中，击穿时介质本身未击穿，&苍产蝉辫;但有火花掠过它的表面。&苍产蝉辫;

(2) 边缘击穿：&苍产蝉辫;

?电极边缘常常电场集中，因而击穿常在电极边缘发生。