介质击穿

介质击穿 disruptive discharge dielectric breakdown 固体、液体、气体介质及其组合介质在高电压作用下，介质强度丧失的现象。 破坏性放电时，电极间的电压迅速下降到零或接近于零。

定义

原理

击穿是电介质的基本性能之一，标志着它在电场作用下保持绝缘性能的极限能力，是决定电力设备、电子元器件最终使用寿命的重要因素。介质击穿电压的大小与材料的组成、厚度、环境条件及电极形状、布置等有关。均匀电场下，单位厚度电介质的击穿电压(MV/m)称为电介质击穿场强，又称介电强度。当电介质中含有水分、气泡及细微杂质时，常使击穿场强降低。

的关系为

气体电介质的击穿

气体电介质的击穿主要指在电场作用下气体分子发生碰撞电离而导致电极间的贯穿性放电。当施加在气体电介质上的电压超过气体的饱和电流阶段之后，即进入电子碰撞游离阶段，带电质点(主要是电子)在电场中获得巨大能量，从而将气体分子碰裂游离成正离子和电子。新形成的电子又在电场中积累能量去碰撞其他分子，使其游离，如此连锁反应，便形成了电子崩。电子崩向阳极发展，最后形成一个具有高电导的通道，导致气体击穿。

气体电介质击穿电压与气压、温度、电极形状及气隙距离等有关，因此在实际工作中要考虑这些因素并进行校正。

巴申定律指出提高气体击穿电压的方法是提高气压或提高真空度，这两者在工程上都有实用意义。这就是当变压器在真空滤油，直接测量绝缘电阻时，绝缘强度可能很低的原因，要测试绝缘电阻就必须破坏真空。

液体电介质的击穿

在纯净的液体电介质中，其击穿也是由于离子游离所引起的，但工程上用的液体电介质或多或少总会有杂质，如工程中用的变压器油，其击穿则完全是由杂质所造成的。

固体电介质击穿

(1)电击穿。

电击穿是因电场使电介质中积聚起足够数量和能量的带电质点而导致电介质失去绝缘性能。在强电场的作用下，当电介质的带电质点剧烈运动，发生碰撞游离的连锁反应时，就产生电子崩。当电场强度足够强时，就会发生电击穿，此种电击穿是属于电子游离性质的击穿。一般情况下，电击穿的击穿电压是随着电介质的厚度呈线性地增加，而与加压时的温度无关。电击穿作用时间很短，一般以微秒计，其击穿电压较高，而击穿场强与电场均匀程度关系很大。

(2)热击穿。热击穿是指在强电场作用下，由于电介质内部介质损耗而产生的热量，由于来不及散发出去，使得电介质内部热量积累、温度过高，而电介质的绝缘电阻或介质损耗具有负的温度系数。当温度上升时，其电阻变小，又会使电流进一步增大，损耗发热也增大。电解质的热击穿是由电介质内部的热不平衡过程造成的。如果发热量大于散热量，形成恶性循环，电介质温度就会不断上升，导致温度不断上升，进一步引起介质分解、炭化等。因此，导致分子结构破坏而击穿称为热击穿。热击穿的特点是：击穿电压随温度的升高而下降，击穿电压与散热条件有关，如电介质厚度增加，散热条件变坏，击穿强度也随之下降。高压电器设备(如电缆、套管、发电机等)由于结构原因，在运行中经常出现温度过高，引起绝缘劣化、损耗增大而发生热击穿故障。热击穿除与温度和时间有关外，还与频率和电化学击穿有关。当外施电压频率增高时，击穿电压将下降。而电化学过程也将引起绝缘劣化和介损增加，从而导致发热增加。因此，可以认为电化学击穿是某些热击穿的前奏。

(3)电化学击穿。