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什么是熱擊穿?

更新時間:2020-08-28      點擊次數(shù):2684

    絕緣材料在電場下工作時由于各種形式的損耗,部分電能轉(zhuǎn)變成熱能,使介質(zhì)被加熱。若外加電壓足夠高,將出現(xiàn)器件內(nèi)部產(chǎn)生的熱量大于器件散發(fā)出去的熱量的不平衡狀態(tài),熱量就在器件內(nèi)部積聚,使器件溫度升高。升溫的結(jié)果又進(jìn)一步增大損耗,使發(fā)熱量進(jìn)一步增多。這樣惡性循環(huán)的結(jié)果使器件溫度不斷上升。當(dāng)溫度超過一定限度時介質(zhì)會出現(xiàn)燒裂、熔融等現(xiàn)象而喪失絕緣能力,這就是介質(zhì)的熱擊穿。介質(zhì)內(nèi)溫度變化較慢時的擊穿稱為“穩(wěn)態(tài)熱擊穿”;而介質(zhì)短時間使用在脈沖電壓下,介質(zhì)內(nèi)熱量來不及散出時的擊穿稱為“脈沖熱擊穿”。

    設(shè)介質(zhì)的電導(dǎo)率為σ,當(dāng)介質(zhì)施加有電場E時,若以Q1和Q2分別表示介質(zhì)的發(fā)熱量和散熱量,以E和T分別表示外加電場強度和介質(zhì)溫度,則在某一臨界電場強度Ec和臨界溫度Tc下,擊穿剛巧發(fā)生,此時有

從而可以求解出介質(zhì)熱擊穿的電場強度Ec。

    熱擊穿除和材料的特性(如ε、tanδ、耐熱性等)有關(guān)外,還有器件幾何形狀、散熱情況、周圍媒介溫度因素有關(guān)。熱擊穿因為是熱量積聚的結(jié)果,積聚熱量需要經(jīng)歷一個過程,故熱擊穿不是瞬時完成。

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