物理百科

电介质击穿

2022-12-28

dielectric breakdown

简介

当施于电介质的电场强度增大到一定程度,电介质便会失去介电或绝缘性能而转变为导电状态,引起无法控制的电流通过介质,这一跃变现象称为电介质击穿. 发生击穿时的临界场强称为电介质击穿场强,有时也称为介电强度(dielectric strength),它表征电介质的绝缘性能.

电介质的聚集态不同,它们的击穿形式和击穿机构也不相同. 对在两电极间的气体介质,当电场增高到某一临界值时,气体中分子开始出现碰撞电离,载流子浓度增大,电流迅速上升,气体转入强电导阶段. 如果再提高电压,碰撞电离连锁地进行,载流子数目雪崩式倍增,气体中电导急剧上升,气体中出现火花,发生气体放电现象,也就是发生气体击穿.

液体介质击穿的理论可以概括为两类.一类的观点把气体碰撞电离击穿理论扩展到液体,并把它与液体分子振动联系起来. 另一类的观点认为液体中含有气体,电极吸附气体或液体气化是液体击穿过程中的关键因素. 这类观点统称为气泡击穿理论. 此外,工程液体介质中的各种杂质对液体介质击穿起着决定性作用.

固体电介质的击穿通常是不可逆的变化过程.当电流无法控制地增长,温度上升到某 一临界温度时,就发生击穿. 此时固体的结构遭受永久性的变化和破坏,留下熔洞、穿孔、开裂或树枝状的痕迹. 固体介质击穿通常分为热击穿、本征击穿和局部放电击穿三种.

此外还有一些击穿机构是逐步聚集的过程,例如由于电化学和化学反应,使得介质绝缘性能逐渐变坏,最后导致热击穿或本征击穿.对于各种击穿过程,仅仅是它的最初阶段的机理有较大的不同,当这种最初阶段一经发生,各类击穿过程的发展方式都是类似的,即能量从已被激发的载流子通过激发若干晶格振动模而变为热的局部耗散,最后使样品达到破坏的临界温度.

拓展资料

介质击穿  电介击穿  固体电介质击穿  与时间相关电介质击穿  电介质化学  电介质  电介质条状线  电击穿