电介质物理电介质的击穿ppt课件.pptx

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1、1电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment上节课小结固体介质的击穿热击穿：非本征电击穿：本征不均匀介质的击穿瓦格纳热击穿：低阻通道均匀固体热击穿脉冲热击穿稳态热击穿：T、f、d的影响本征电击穿雪崩电击穿单电子近似理论集合电子近似理论低能判据高能判据场致发射击穿碰撞电离雪崩击穿：40代理论2电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipmen

2、t四.不均匀电介质的击穿宏观不均匀电介质或复合电介质：气体—液体、液体—固体、气体—固体、固体—固体的不同组合即使为单一电介质的绝缘结构，材料的不均匀性、杂质气隙等的存在也不能看作是单一均匀电介质1.复合电介质的击穿①双层复合电介质的击穿3电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment稳态：if如果第一层（引起第一层击穿），全部电压加到第二层上，第二层也就随之击穿。4电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryo

3、fElectricalInsulationandPowerEquipment例：d1＝d2＝0.5mm；1＝10－12S/m，2＝10－11S/m；E1b＝E2b＝100MV/m，U＝55kV计算：第二层也击穿第一层击穿If：都不会击穿5电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipmentQ：那么击穿场强与电导率如何配合才能使复合介质的击穿电压最高？A：此时——复合介质击穿电压最大值If：交变电压双层介质共有最大击穿电压的条件为6电力设

4、备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipmentIf：脉冲电压电压作用时间很短，按电容分配双层介质共有最大击穿电压的条件例：纸质电容器（未浸油时）空气中空气层的体积比θ1＝d1/d纤维层体积比7电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment求解：ρ—纸的密度ρ2—纤维的密度m1、m2—空气、纤维的质量（m1<

5、纸立即发生击穿纸的平均电场强度当空气层厚度d1＝（6～8）μm时，相应的击穿电压U1b≈250V，而纤维的密度ρ≈1.55×103kg/m38电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment未经浸渍的纸质电容器复合介质Eb与a)纸的密度及b)纸的厚度的关系1－计算曲线2－实验曲线由图可见，纸的击穿强度的理论计算值与实验值很接近，它表明纸在交变电压作用下，由于空气隙分配到较高的电场强度，从而因空气隙先击穿而引起纸介质击穿。也说明双层复合介

6、质击穿理论的正确性。若为多层复合电介质：恒定电场：交变电场：9电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment2.边缘效应及其消除方法：现象：电场不均匀程度越高，UB随d增长越慢分散性越大只有在均匀电场下此时，材料的最大击穿场强才是材料的本征物理常数，即耐电强度。进一步的现象：如果未采用任何措施改善电极边缘处的电场分布时，由于周围媒质的击穿强度常比固体电介质小，往往在固体电介质击穿之前先在电场集中的电极边缘处发生放电，放电火花可视为电极

7、针状般的延伸，于是电极边缘处的电场分布发生强烈畸变。若放电开始时外施电压高于固体电介质一定厚度下的最小击穿电压（电介质在极不均匀电场作用下的击穿电压），则媒质放电后立即引起固体电介质的击穿。10电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment边缘效应的定义：因电极边缘媒质放电而引起固体电介质在电极边缘处较低电压下击穿的现象称为边缘效应。消除边缘效应的方法：把试样制作为凹球面或凹面状击穿往往发生在足够均匀电场的最小厚度处1.改变电极系统但

8、并非所有的固体电介质都能实现，例如云母、有机薄膜等介质困难就较大。对于这类固体电介质，通常采用简单电极试样系统，诸如固体试样置放在两平板电极间、平板与圆球或圆球与圆球电极间的系统，置于液体媒质之中。11电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKey