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固体绝缘材料击穿电压的影响因素
固体绝缘在电场作用下,会产生极化,并有泄漏电流,引起损耗发热,当电场强度超过某值时,泄漏电流剧增,发热严重,在绝缘中会形成导电通道,而使绝缘破坏,这种现象,称为固体绝缘的击穿。
固体绝缘击穿后,会出现烧痕、裂缝或熔化的通道,去掉外加电压后,也不同于气体或液体绝缘那样能自己恢复其绝缘性能。
影响固体绝缘材料击穿电压的因素主要有
1、绝缘厚度
当绝缘很薄时,击穿电压与厚度成正比,即介电强度与厚度无关,但当绝缘厚度增加,会使散热困难、试样内部含有缺陷的机率增大,这些都会使介电强度降低。
2、温度
聚乙烯(PE)的EB与温度关系见下图,温度在0℃以下时,Eb很高,且与温度关系很小,属于电击穿,在0℃以上时属于热击穿,温度愈高,散热条件愈差,热击穿电压就愈低。
聚乙烯的EB与t℃的关系3、湿度
绝缘材料吸入水后,击穿电压下降,这是由于水分电导大、损耗大。
4、电压作用时间
若外加电压作用时间很短,而固体绝缘就被击穿,一般是电击穿,如电压作用时间较长(几分钟到数十小时,才引起击穿)则热击穿是主要的。
电压作用时间长达几十小时,甚至几年才击穿时,多数是电化学击穿,不过,为了准确判明击穿的原因,还应根据击穿现象作具体分析,不能单纯以时间来衡量。
5、机械应力
有些绝缘材料(结构)在运行中要承受较大的机械负荷,加之在长期运行中受热和化学作用而逐渐老化,可能出现开裂、松散,进而受潮或污染,致使击穿电压下降
6、电极面积
同一厚度的绝缘材料随着电极面积的增大,击穿电压下降,这是因为电极面积愈大,则电极所复盖介质的弱点的机率愈大。