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影響擊穿電壓的因素分為哪些?

日期:2024-10-29瀏覽:453次

影響固體擊穿電壓的因素分為哪些?

影響固體擊穿電壓的因素是多方面的,主要包括以下幾個方面:

1. 電壓作用時間

短時間作用:在沖擊電壓作用下,主要發(fā)生電擊穿,此時擊穿電壓較高。

長時間作用:在周期性過電壓或交流實驗電壓較長時間作用下,熱擊穿占主導地位,擊穿電壓會降低。若電壓作用時間非常長,還可能導致電化學擊穿,擊穿電壓進一步下降。

2. 電場均勻程度與介質厚度

電場均勻性:對于電擊穿過程,電場越均勻,擊穿電壓越高。然而,在熱擊穿過程中,如果散熱條件不佳,介質厚度的增加反而不利于散熱,可能導致擊穿電壓下降。

介質厚度:在均勻電場中,擊穿電壓與介質厚度之比稱為擊穿電場強度(簡稱擊穿場強),它反映了固體電介質自身的耐電強度。但是,隨著介質厚度的增加,散熱條件可能變差,影響擊穿電壓。

3. 電壓種類

同一介質在直流、交流、沖擊電壓作用下的擊穿電壓是不同的。通常,直流電壓作用下的擊穿電壓高于工頻交流電壓,而工頻交流擊穿電壓又高于高頻交流擊穿電壓,沖擊擊穿電壓則最高。

4. 累積效應

每一次加壓都會使絕緣介質產生一定的損傷,這些損傷逐漸積累,最終導致擊穿電壓的下降。

5. 受潮

絕緣材料受潮后,由于水分電導大、損耗大,會導致擊穿電壓顯著下降。

6. 溫度

溫度對擊穿電壓的影響顯著。一般來說,當溫度超過一定值時,溫度越高,散熱條件越差,擊穿電壓越低。特別是在高溫下,容易發(fā)生熱擊穿。

7. 絕緣厚度

當絕緣很薄時,擊穿電壓與厚度成正比。但隨著絕緣厚度的增加,散熱會變得困難,且試樣內部含有缺陷的機率增大,這些都會使介電強度降低。

8. 機械應力

絕緣材料在運行中可能會承受較大的機械負荷,加之長期受熱和化學作用而逐漸老化,可能出現開裂、松散等問題,進而降低擊穿電壓。

9. 電極面積

同一厚度的絕緣材料,隨著電極面積的增大,擊穿電壓會下降。這是因為電極面積愈大,電極所覆蓋的介質弱點的機率也愈大。





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