破壞性放電固體電介質(zhì)

固體電絕緣擊穿作為一門應(yīng)用性很強的學(xué)科，有其完整的理論基礎(chǔ)。經(jīng)過長期的探索，已經(jīng)提出了一些有關(guān)擊穿的理論，如碰撞電離擊穿理論、雪崩擊穿理論、電荷陷阱理論等，但是固體絕緣介質(zhì)是晶體、非晶體、半晶體和混合物等，難以用一個簡單的模型進(jìn)行解釋。

雪崩擊穿理論

這是純透明固體激光技術(shù)破壞下討論的一種最廣泛的機制 。該機制起主要作用是當(dāng)由于導(dǎo)電區(qū)晶格 原子為多光子電離形成俘獲電子時，這些電子在電磁波場中加速并積蓄大的電離能量，首先使晶格原子電離，導(dǎo)致自由電子數(shù)目的雪崩增長，為后者所吸收的能量最終交給晶格 , 并在晶格中引起不可逆變 化。電子雪崩機制是電磁輻射脈沖持續(xù)期從

分析電子雪崩問題的方法主要有三：1 .試驗電子法；2 .直接求解導(dǎo)電區(qū)電子的動力方程；3，計算或不與聲子碰撞(直流場情況)，或優(yōu)先經(jīng)受改變 電子準(zhǔn)動量到相反方向同時改變電場符號的碰撞積蓄達(dá)到電離能量某些反常電子幾率。 2100433B

破壞性放電電子理論

電子從陰極發(fā)射，進(jìn)入液體以后，在足夠高的場強下，一些電子能夠從電場中得到比它們與液體分子或原子非彈性碰撞損失的更多的能量，這些電子一直被加速到具有足夠的能量去電離液體分子或原子。同時空間正離子增強了陰極表面的電場強度促進(jìn)電子的發(fā)射，電子累積形成電子崩，最終導(dǎo)致液體擊穿。

首先是陰極電子發(fā)射，陰極表面電子發(fā)射的方式是多種的：熱發(fā)射、光電發(fā)射、場致發(fā)射及二次發(fā)射等。從電子初始發(fā)射的角度來看，場致發(fā)射與熱發(fā)射應(yīng)該是主要的。

其次是電子增長產(chǎn)生電子崩。電子從外電場得到的能量等于激勵液體分子、原子消散的能量，電子如果從外電場得到的能量大于與液體分子或原子非彈撞損失的能量， 則能夠?qū)е码娮颖赖漠a(chǎn)生。另外，在擊穿發(fā)生前的瞬間，預(yù)擊穿電流發(fā)射大量的光，光子為液體分子的電離提供能量，促進(jìn)電子崩的發(fā)生。而二次電子發(fā)射可能引發(fā)電子崩，電子崩尾的正電荷也加強了低密度區(qū)的電場。所以，上述過程構(gòu)成正反饋。

破壞性放電雜質(zhì)擊穿

（小橋放電）

工程用液體電介質(zhì)總是或多或少地含有一些雜質(zhì)，例如油中常因受潮而含有水分。此外還含有油紙或布脫落的纖維，由于水和纖維的介電常數(shù)很大，使它們?nèi)菀讟O化而沿電場方向定向排列。如果定向排列的纖維貫穿于電極間形成連續(xù)小橋，則由于水分及纖維等的電導(dǎo)大而引起泄漏電流增大，發(fā)熱增多，促使水分汽化，氣泡擴(kuò)大。如果纖維尚未貫穿整個電極間隙，則由于纖維的介電常數(shù)大而使纖維端部油中場強顯著增高，高場強下油電離分解出氣體形成氣泡，氣泡電離并因發(fā)熱而擴(kuò)大。電離的氣泡排成氣體“小橋”，工程用液體電介質(zhì)的擊穿最后發(fā)生在氣體通道中。

另外，液體中雜質(zhì)的存在加強了液體中電場分布的不均勻性，雜質(zhì)在電場中被極化，在接近電極的時候，可能增強電極表面的電場強度，引發(fā)液體的局部放電，導(dǎo)致?lián)舸┑倪M(jìn)一步發(fā)生。

氣體電介質(zhì)的破壞性放電，根據(jù)均勻電場與不均勻電場，以及氣體間隙的長度，可以分為湯森放電理論、先導(dǎo)放電理論、流注放電理論等不同的機理。但其本質(zhì)都離不開電子崩。

當(dāng)施加在氣體電介質(zhì)上的電壓超過氣體的飽和電流階段之后，即進(jìn)入電子碰撞游離階段，帶電質(zhì)點(主要是電子)在電場中獲得巨大能量，從而將氣體分子碰裂游離成正離子和電子。新形成的電子又在電場中積累能量去碰撞其他分子，使其游離，如此連鎖反應(yīng)，便形成了電子崩。電子崩向陽極發(fā)展，最后形成一個具有高電導(dǎo)的通道，導(dǎo)致氣體擊穿。

對于長間隙不均勻電場，當(dāng)施加電場強度過大，會導(dǎo)致大量流注產(chǎn)生，使得空氣產(chǎn)生熱電離而形成先導(dǎo)通道，先導(dǎo)通道內(nèi)部電導(dǎo)很大，并向電極另一端發(fā)展，加劇電場的擊穿，從而產(chǎn)生先導(dǎo)放電。

任何電介質(zhì)都有其耐受電壓，當(dāng)外施電壓超過其耐受電壓，介質(zhì)內(nèi)部就會形成導(dǎo)電通路，流過的電流劇增，外部來看，電介質(zhì)承受的電壓急劇下降，該現(xiàn)象一般伴隨有強烈的光、熱現(xiàn)象，對運行中的設(shè)備產(chǎn)生不利影響，因此稱為破壞性放電。對于氣體電介質(zhì)和液體電介質(zhì)，可以通過電介質(zhì)的流動來恢復(fù)絕緣，稱為非保持破壞性放電，對于固體電介質(zhì)，發(fā)生破壞性放電后，介質(zhì)的絕緣不能自行恢復(fù)，稱為保持破壞性放電。

破壞性檢驗是指只有將受檢驗樣品破壞后才能進(jìn)行檢驗，或者在檢驗過程中受檢驗樣品被破壞或消耗的檢驗。破壞性檢驗后，受檢物的完整性遭到破壞，不再具有原來的使用功能。如壽命試驗、強度試驗等往往是破壞性檢驗。

非破壞性檢驗可以直接獲得經(jīng)濟(jì)效益，因此應(yīng)盡可能選用非破壞性檢測方法。隨著檢驗技術(shù)的發(fā)展，破壞性檢驗日益減少，非破壞性檢驗的使用范圍在不斷擴(kuò)大。破壞性檢驗只能采用抽樣檢驗方式2100433B

按檢驗后樣品的狀況，可分為破壞性檢驗和非破壞性檢驗。

非破壞性檢驗又稱無損檢驗，是指檢驗時產(chǎn)品不受到破壞，或雖然有損耗但對產(chǎn)品質(zhì)量不發(fā)生實質(zhì)性影響的檢驗。如機械零件的尺寸等等大多數(shù)檢驗，都是屬于非破壞性檢驗?，F(xiàn)在由于無損檢查的發(fā)展，非破壞性檢驗的范圍在擴(kuò)大。

破壞性檢驗是在產(chǎn)品檢驗過程中使得受檢產(chǎn)品的形態(tài)發(fā)生變化，產(chǎn)品的使用功能或性能遭到一定程度破壞的檢驗形式或者方法。

非破壞性檢驗是產(chǎn)品經(jīng)過檢驗以后，受檢產(chǎn)品的形態(tài)沒有發(fā)生變化，產(chǎn)品的性能和使用功能沒有受到影響的檢驗形式或者方法。2100433B