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儀器關于熱擊穿、電壓擊穿、耐電壓測試:

來源:技術(shù)文章    更新時間:2016-10-19    瀏覽:2784次

介質(zhì)的介電特性,如絕緣、介電能力,都是指在一定的電場強度范圍內(nèi)的材料的絕緣特性,介質(zhì)只能在一定的電場強度以內(nèi)保持這些性質(zhì)。

 

 

 

當電場強度超過某一臨界值時,介質(zhì)由介電狀態(tài)變?yōu)閷щ姞顟B(tài)。這種現(xiàn)象稱介電強度的破壞,或叫介質(zhì)的擊穿,與此相對應的“臨界電場強度”稱為介電強度,或稱為擊穿電場強度。

但嚴格地劃分擊穿類型是很困難的,但為了便于敘述和理解,通常將擊穿類型分為三種:熱擊穿、電擊穿、局部放電擊穿。

而電擊穿和局部放電擊穿又統(tǒng)屬于電擊穿,所以我們常說介質(zhì)擊穿有兩大類,一是熱擊穿,二是電擊穿。

 

以上三種類型各有以下的特征:
 
1.熱擊穿:熱擊穿的本質(zhì)是處于電場中的介質(zhì),由于其中的介質(zhì)損耗而產(chǎn)生熱量,就是電勢能轉(zhuǎn)換為熱量,當外加電壓足夠高時,就可能從散熱與發(fā)熱的熱平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)入不平衡狀態(tài),若發(fā)出的熱量比散去的多,介質(zhì)溫度將愈來愈高,直至出現(xiàn)*性損壞,這就是熱擊穿。


 
2.電壓擊穿試驗儀:固體介質(zhì)電擊穿理論是在氣體放電的碰撞電離理論基礎上建立的。

大約在本世紀30年代,以A.Von Hippel和Frohlich為代表,在固體物理基礎上,以量子力學為工具,逐步建立了固體介質(zhì)電擊穿的碰撞理論,

這一理論可簡述如下:在強電場下,固體介質(zhì)中可能因冷發(fā)射或熱發(fā)射存在一些原始自由電子。

這些電子一方面在外電場作用下被加速,獲得動能;另一方面與晶格振動相互作用,把電場能量傳遞給晶格。當這兩個過程在一定溫度和場強下平衡時,固體介質(zhì)有穩(wěn)定的電導;

當電子從電場中得到的能量大于傳遞給晶格振動的能量時,電子的動能就越來越大,至電子能量大到一定值時,電子與晶格振動相互作用導致電離產(chǎn)生新電子,使自由電子數(shù)迅速增加,電導進入不穩(wěn)定階段,擊穿發(fā)生。
 
3.此外還有化學擊穿。電介質(zhì)中強電場產(chǎn)生的電流在例如高溫等某些條件下可以引起電化學反應。
例如離子導電的固體電介質(zhì)中出現(xiàn)的電解、還原等。

結(jié)果電介質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,分離出來的物質(zhì)在兩電極間構(gòu)成導電的通路。

或者是介質(zhì)表面和內(nèi)部的氣泡中放電形成有害物質(zhì)如臭氧、一氧化碳等,使氣泡壁腐蝕造成局部電導增加而出現(xiàn)局部擊穿,并逐漸擴展成*擊穿。

溫度越高,電壓作用時間越長,化學形成的擊穿也越容易發(fā)生。但不管怎樣,我認為所有的介質(zhì)擊穿均是因極化效應引起的。

凡在外電場作用下產(chǎn)生宏觀上不等于零的電偶極矩,因而形成宏觀束縛電荷的現(xiàn)象稱為電極化,
能產(chǎn)生電極化現(xiàn)象的物質(zhì)統(tǒng)稱為電介質(zhì)。

電介質(zhì)的電阻率一般都很高,被稱為絕緣體。有些電介質(zhì)的電阻率并不很高,不能稱為絕緣體,但由于能發(fā)生極化過程,也歸入電介質(zhì)。

電壓擊穿試驗儀通常情形下電介質(zhì)中的正、負電荷互相抵消,宏觀上不表現(xiàn)出電性,但在外電場作用下可產(chǎn)生如下3.種類型的變化:

1原子核外的電子云分布產(chǎn)生畸變,從而產(chǎn)生不等于零的電偶極矩,稱為畸變極化;

2原來正、負電中心重合的分子,在外電場作用下正、負電中心彼此分離,稱為位移極化;

3具有固有電偶極矩的分子原來的取向是混亂的,宏觀上電偶極矩總和等于零,在外電場作用下,各個電偶極子趨向于一致的排列,從而宏觀電偶極矩不等于零,稱為轉(zhuǎn)向極化。

研究電介質(zhì)宏觀介電性質(zhì)及其微觀機制以及電介質(zhì)的各種特殊效應的物理學分支學科。

基本內(nèi)容包括極化機構(gòu)、標志介電性質(zhì)的電容率與介質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)以及與溫度和外場頻率間的關系、電介質(zhì)的導熱性和導電性、介質(zhì)損耗、介質(zhì)擊穿機制等。

此外,還有許多電介質(zhì)具有的各種特殊效應。

 

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