介质的损耗与击穿杨正文.ppt

电子位移极化 —— Electronic Polarization在外电场作用下，原子外围的电子云相对于原子核发生位移在外电场作用下，原子外围的电子云相对于原子核发生位移形成的极化叫电子位移极化形成的极化叫电子位移极化三、介质的极化三、介质的极化极化建立时极化建立时间约为间约为10-14～～10-16秒秒 通常不以热的形式以热的形式耗散能量，耗散能量，不导致介电不导致介电损耗离子位移极化离子位移极化 —— Ionic Polarization电介质中的正负离电介质中的正负离子在电场作用下发子在电场作用下发生可逆的弹性位移生可逆的弹性位移正离子沿电场方向正离子沿电场方向移动，负离子沿反移动，负离子沿反电场方向移动电场方向移动由由此形成的极化称为此形成的极化称为离子位移极化离子位移极化离子在电场作用下偏移平衡离子在电场作用下偏移平衡位置的移动位置的移动相当于形成一个相当于形成一个感生偶极矩感生偶极矩 离子位移极化所需时间大离子位移极化所需时间大约为约为10-12～～10-13秒秒 不以热的形式耗散能量，不以热的形式耗散能量，不导致介电损耗导致介电损耗偶极转向极化偶极转向极化 —— Orientational (Dipolar) Polarization转向极化主要发生在极性分子介质中。

具有恒定偶极矩转向极化主要发生在极性分子介质中具有恒定偶极矩μ的分子的分子称为极性分子称为极性分子偶极转向极化偶极转向极化 —— Orientational (Dipolar) Polarization转向极化主要发生在极性分子介质中具有恒定偶极矩转向极化主要发生在极性分子介质中具有恒定偶极矩μ的分子的分子称为极性分子称为极性分子       在无外加电场时，在无外加电场时，这些极性分子的取向这些极性分子的取向在各个方向的几率是在各个方向的几率是相等的，相等的，因此就介质因此就介质整体来看，偶极矩等整体来看，偶极矩等于零当极性分子受当极性分子受到外电场作用时，偶到外电场作用时，偶极子发生转向，极子发生转向，趋于趋于和外加电场方向一致和外加电场方向一致所以介质整体出现宏所以介质整体出现宏观偶极矩这种极化观偶极矩这种极化现象称为偶极子转向现象称为偶极子转向极化空间电荷极化空间电荷极化1. .空间电荷极化空间电荷极化：在电场作用下，：在电场作用下，不均匀介质内部不均匀介质内部的正、负离的正、负离子分别向负、正极移动，引起介质内各点离子的密度发生变子分别向负、正极移动，引起介质内各点离子的密度发生变化，即出现电偶极矩。

化，即出现电偶极矩这种极化即称为空间电荷极化在电这种极化即称为空间电荷极化在电极附近积聚的电荷就是空间电荷极附近积聚的电荷就是空间电荷 空间电荷极化常发生在不均匀介质中空间电荷极化常发生在不均匀介质中4损耗的形式损耗的形式 介质损耗的表示方法介质损耗的表示方法 介质损耗和频率、温度的关系介质损耗和频率、温度的关系 无机介质的损耗无机介质的损耗 介质损耗介质损耗介质损耗定义介质损耗定义               电介质在单位时间内电介质在单位时间内消耗的能量消耗的能量称为电介质损称为电介质损耗功率，耗功率，简称电介质损耗简称电介质损耗            或：电场作用下的能量损耗，或：电场作用下的能量损耗，由电能转变为其由电能转变为其它形式的能它形式的能，如热能、光能等，统称为，如热能、光能等，统称为介质损耗介质损耗         它是导致它是导致电介质发生热击穿电介质发生热击穿的根源 6介质损耗介质损耗损耗的形式损耗的形式介质损耗介质损耗电电导导损损耗耗：：在在电电场场作作用用下下，，介介质质中中会会有有泄泄漏漏电电流流流流过过，，引引起起电电导导损损耗耗。

实实质质是是相相当当于于交交流流、、直直流流电电流流流流过过电电阻阻做做功功，，故故在在这这两两种种条条件件下下都都有有电电导导损损耗耗绝绝缘缘好好时时，，液液、、固固电电介介质质在在工工作作电电压下的压下的电导损耗电导损耗是很小的，是很小的，极极化化损损耗耗：：只只有有缓缓慢慢极极化化过过程程才才会会引引起起能能量量损损耗耗，，如如偶偶极极子子的极化损耗的极化损耗 游游离离损损耗耗：：气气体体间间隙隙中中的的电电晕晕损损耗耗和和液液、、固固绝绝缘缘体体中中局局部部放放电引起的功率损耗称为电引起的功率损耗称为游离损耗游离损耗介质损耗的表示介质损耗的表示当容量为当容量为C0= 0S/d的平板电容器上的平板电容器上加一交变电压加一交变电压U=U0eiwt则：则：1、、电容器极板间为真空介质时，电容器极板间为真空介质时，电容上的电流为电容上的电流为：：2、、电容器极板间为非极性绝缘材料时，电容上的电流为：电容器极板间为非极性绝缘材料时，电容上的电流为：与外电压相差与外电压相差90o的相位的相位但与外电压仍相差但与外电压仍相差90°相位没有损耗没有损耗 介质损耗的表示介质损耗的表示3、、电容器极板间为电容器极板间为弱导电性或极性弱导电性或极性，，电容上的电流为：电容上的电流为：G是由自由电荷产生的纯电导是由自由电荷产生的纯电导，G=S/d， C=S/d——位移电流密度位移电流密度——传导电流密度传导电流密度如果电荷的运动是自由的，如果电荷的运动是自由的，则则G实际上与外电压额率实际上与外电压额率无关无关；如果这些电荷是被；如果这些电荷是被符号相反的电荷所束缚，符号相反的电荷所束缚，如振动偶极子的情况，如振动偶极子的情况，G为频率的函数。

为频率的函数介质损耗的表示介质损耗的表示实际为：介质弛豫和德拜方程介质弛豫和德拜方程1）介质弛豫：）介质弛豫：在外电场施加或移去后，系统逐渐达到平衡状在外电场施加或移去后，系统逐渐达到平衡状态的过程叫态的过程叫介质弛豫介质弛豫       介质在交变电场中通常发生弛豫现象，极化的弛豫介质在交变电场中通常发生弛豫现象，极化的弛豫在在介质上加一电场，由于极化过程不是瞬时的，极化包括两项：介质上加一电场，由于极化过程不是瞬时的，极化包括两项： P(t) = P0  +  P1(t)11介质的弛豫过程P0代表代表瞬时建立的极化瞬时建立的极化(位移极化位移极化)，，P1代表代表松弛极化松弛极化 P1(t)渐渐达到一稳定值这一滞后渐渐达到一稳定值这一滞后通常是由偶极子极化和空间电荷极通常是由偶极子极化和空间电荷极化所致当时间足够长时，当时间足够长时， P1(t)→ P 1 ∞ ，，而总极化而总极化P(t) → P∞ 2 2）德拜）德拜(Debye)(Debye)方程方程 频率对在电介质中不同的驰豫现象有关键性的影响频率对在电介质中不同的驰豫现象有关键性的影响。

设低频或静态时的相对介电常数为设低频或静态时的相对介电常数为ε(0)，称为静态相对介，称为静态相对介电常数；当频率电常数；当频率ω→∞时，相对介电常数时，相对介电常数εr’ →ε∞ （（ ε∞代表光频代表光频相对介电常数）相对介电常数）则复介电常数为：则复介电常数为：可分为实部和虚部，即：可分为实部和虚部，即：这三式称这三式称为为德拜方德拜方程，它描程，它描述了介电述了介电常数与频常数与频率率ω的关的关系影响介质损耗的因素影响介质损耗的因素1 1、频率的影响、频率的影响εr，，tgδ，，p与与ω的关系的关系ω→0时，此时时，此时不存在极化损不存在极化损耗耗,主要由电导损耗引起主要由电导损耗引起tgδ=δ/ωε，则当，则当ω→0时，时，tgδ→∞随着ω升高，升高，tgδ↓随随ω↑，松弛极化在某一频率，松弛极化在某一频率开始跟不上外电场的变化，开始跟不上外电场的变化，松弛极化对介电常数的贡献松弛极化对介电常数的贡献逐渐减小逐渐减小，因而，因而εr随随ω↑而而↓在这一频率范围内，由于在这一频率范围内，由于ωτ <<1，故，故tgδ随随ω↑而而↑影响介质损耗的因素影响介质损耗的因素1 1、频率的影响、频率的影响εr，，tgδ，，p与与ω的关系的关系当当ω很高时，很高时，εr→ε∞，介电常数仅，介电常数仅由由位移极化决定位移极化决定，，εr趋于最小值。

趋于最小值由于由于ωτ >>1，此时，此时tgδ随随ω↑而而↓ω→∞时，时，tgδ→0tgδ达最大值时达最大值时ωm的值由下式求出的值由下式求出:影响介质损耗的因素影响介质损耗的因素不同电导的介质不同电导的介质tgδ与与ω的关系的关系tgδ的最大值主要由的最大值主要由松弛过程松弛过程决定决定如果介质电导显著变如果介质电导显著变大，则大，则tgδ的最大值变得平坦，的最大值变得平坦，最后在很大的电导下，最后在很大的电导下，tgδ无无最大值，主要表现为电导损最大值，主要表现为电导损耗特征：耗特征：tgδ与与ω成反成反1 1、频率的影响、频率的影响2 2、温度的影响、温度的影响εεr r、、tgδtgδ、、P P与与T T的关系的关系当当温度很低温度很低时时,τ较大，由德拜较大，由德拜关系式可知，关系式可知，εr较小，较小，tgδ也较也较小此时，由于小此时，由于ω2τ2>>1,由由德德拜拜可得可得随温度随温度↑，，τ↓，所以，所以εr、、tgδ↑2 2、温度的影响、温度的影响εεr r、、tgδtgδ、、P P与与T T的关系的关系当温度较高时，当温度较高时，τ较小，此时较小，此时ω2τ2<<1 随随温度温度↑，，τ↓，所以，所以 tgδ ↓。

这时这时电导上升并不明显，主要决定于电导上升并不明显，主要决定于极化过程极化过程2 2、温度的影响、温度的影响εr、、tgδ、、P与与T的关系的关系当温度继续升高，达到很大值时，当温度继续升高，达到很大值时，离子热运动能量很大，离子在电离子热运动能量很大，离子在电场作用下的定向迁移受到热运动场作用下的定向迁移受到热运动的阻碍，因而极化减弱，的阻碍，因而极化减弱，εr↓此时电导损耗剧烈时电导损耗剧烈↑，，tgδ也随温度也随温度↑而急剧上升而急剧上升↑介介质质吸吸潮潮后后，，介介电电常常数数会会增增加加，，但但比比电电导导的的增增加加要要慢慢，，由由于于电电导导损损耗耗增增大大以以及及松松驰驰极极化化损耗增加，而使损耗增加，而使tgδtgδ增大对对于于极极性性电电介介质质或或多多孔孔材材料料来来说说，，这这种种影影响响特特别别突突出出，，如如，，纸纸内内水水分分含含量量从从4 4％％增增加加到到1010％时，其％时，其tgδtgδ可增加可增加100100倍影响介质损耗的因素影响介质损耗的因素3.湿度的影响湿度的影响无机介质的损耗无机介质的损耗§电导损耗电导损耗§松弛极化损耗松弛极化损耗§电离损耗电离损耗§结构损耗结构损耗（（1）电离损耗）电离损耗a)定义定义：含有气孔的固体介质在外电场强度超过了气孔内气体含有气孔的固体介质在外电场强度超过了气孔内气体电离所需要的电场强度时，由于电离所需要的电场强度时，由于气体电离而吸收能量，造成的气体电离而吸收能量，造成的损耗。

损耗      所以电离损耗主要发生在含有气相的材料中这种所以电离损耗主要发生在含有气相的材料中这种损耗可损耗可能导致介质的热破坏和化学破坏能导致介质的热破坏和化学破坏b)计算式：计算式：电离损耗功率可以用下式近似计算：电离损耗功率可以用下式近似计算：PW=Aω(U-U0)2式中式中A为常数，为常数，ω为频率，为频率，U为外施电压为外施电压 U0为气体的电离电为气体的电离电压在在U ＞＞ U0时才适用，此时，当时才适用，此时，当U ＞＞ U0 ，，tgδ剧烈增大剧烈增大21电离损耗电离损耗a)定义：定义：在高频、低温下，与介质内部结构的紧密程度密切相在高频、低温下，与介质内部结构的紧密程度密切相关的介质损耗称为关的介质损耗称为结构损耗结构损耗b)特征特征①①结构损耗与温度的关系很小，损耗功率随频率升高而增大，结构损耗与温度的关系很小，损耗功率随频率升高而增大，但但tgδ则和频率无关则和频率无关②②结构紧密的晶体或玻璃体的结构损耗都是很小的但是当结构紧密的晶体或玻璃体的结构损耗都是很小的但是当某些原因（如杂质的掺入，试样经淬火急冷的热处理等）使某些原因（如杂质的掺入，试样经淬火急冷的热处理等）使它的内部结构变松散了，它的内部结构变松散了，会使结构损耗大为提高。

会使结构损耗大为提高因此一般材料：因此一般材料：在高温、低频下，主要为电导损耗；在高温、低频下，主要为电导损耗；                            在常温、高频下，主要为松弛极化损耗；在常温、高频下，主要为松弛极化损耗；                            在高频、低温下，主要为结构损耗在高频、低温下，主要为结构损耗22结构损耗结构损耗离子晶体可以分为离子晶体可以分为结构紧密的晶体结构紧密的晶体和和结构不紧密结构不紧密的离子晶体的离子晶体1）结构紧密的晶体：）结构紧密的晶体：如如α-Al2O3、镁橄榄石晶体，、镁橄榄石晶体，       晶体的离子都堆积得十分紧密，排列很有规则，离子键强晶体的离子都堆积得十分紧密，排列很有规则，离子键强度比较大度比较大①①极化极化       结构紧密的离子晶体在外电场作用下很难发生结构紧密的离子晶体在外电场作用下很难发生离子松弛极离子松弛极化化，只有，只有电子式和离子式的弹性位移极化电子式和离子式的弹性位移极化②②损耗损耗       无极化损耗，无极化损耗，仅有的一点损耗是由仅有的一点损耗是由漏导引起漏导引起。

在常温下热缺陷很少，因而损耗也很小在常温下热缺陷很少，因而损耗也很小23离子晶体的损耗离子晶体的损耗③③介质损耗功率与频率的关系介质损耗功率与频率的关系结构紧密的晶体结构紧密的晶体的介质损耗功率与频率无关的介质损耗功率与频率无关tgδ随频率的升随频率的升高而降低高而降低      因此以这类晶体为主晶相的因此以这类晶体为主晶相的陶瓷往往用在高频的场合陶瓷往往用在高频的场合如刚玉瓷、滑石瓷、金红石瓷、镁橄榄石瓷等，它们的刚玉瓷、滑石瓷、金红石瓷、镁橄榄石瓷等，它们的tgδ随温随温度的变化呈现出电导损耗的特征度的变化呈现出电导损耗的特征2）结构不紧密的离子晶体：）结构不紧密的离子晶体：      较大的空隙或晶格畸变较大的空隙或晶格畸变，，含有缺陷或较多的杂质，离子的含有缺陷或较多的杂质，离子的活动范围活动范围扩大        在外电场作用下，晶体中的在外电场作用下，晶体中的弱联系离子弱联系离子有可能贯穿电极运有可能贯穿电极运动动,产生电导损耗产生电导损耗         弱联系离子也可能在一定范围内来回运动，形成热离子松弱联系离子也可能在一定范围内来回运动，形成热离子松弛，出现弛，出现极化损耗极化损耗。

        损耗较大损耗较大，由这类晶体作主晶相的陶瓷材料不适用于高频，，由这类晶体作主晶相的陶瓷材料不适用于高频，只能应用于低频只能应用于低频（（3）固溶体）固溶体    固溶体或多或少都有各种固溶体或多或少都有各种点阵畸变和结构缺陷点阵畸变和结构缺陷，通常有，通常有较较大的损耗大的损耗，并且有可能在某一比例时达到很大的数值，远远，并且有可能在某一比例时达到很大的数值，远远超过超过两种原始组分的损耗两种原始组分的损耗   例如例如ZrO2和和MgO的原始性能都很好，但将两者混合烧结，的原始性能都很好，但将两者混合烧结，MgO溶进溶进ZrO2中生成中生成氧离子不足的缺位固溶体氧离子不足的缺位固溶体后，使损耗后，使损耗大大增加，当大大增加，当MgO含量约为含量约为25mol％时，损耗有极大值％时，损耗有极大值25玻璃的损耗玻璃的损耗复杂玻璃中的介质损耗主要包括三个部分：复杂玻璃中的介质损耗主要包括三个部分：电导损耗、松弛损耗和结构损耗电导损耗、松弛损耗和结构损耗玻璃的玻璃的tgδ与温度的关系与温度的关系1、结构损耗；、结构损耗； 2、松弛损耗、松弛损耗3、电导损耗；、电导损耗； 4、总、总 损损 耗耗哪一种损耗占优势，哪一种损耗占优势，决定于外界决定于外界因素因素―温度和外加电压的频率。

温度和外加电压的频率 高频和高温下，电导损耗占优高频和高温下，电导损耗占优势；势； 在高频下，主要的是由联系弱在高频下，主要的是由联系弱的离子在有限范围内的移动造成的离子在有限范围内的移动造成的松弛损耗；的松弛损耗； 在高频和低温下，主要是结构在高频和低温下，主要是结构损耗，其损耗，其损耗机理目前还不清楚，损耗机理目前还不清楚，大概与结构的紧密程度有关大概与结构的紧密程度有关玻璃的玻璃的tgδ与温度的关系与温度的关系1、结构损耗；、结构损耗； 2、松弛损耗、松弛损耗3、电导损耗；、电导损耗； 4、总、总 损损 耗耗①①电导损耗电导损耗 网络外离子网络外离子沿电场方向移动而沿电场方向移动而产生产生，当，当ω高时，离子沿电场方高时，离子沿电场方向来不及移动，使向来不及移动，使tgδ↓，，随随T↑，，电导电导↑，， tgδ↑②②松驰损耗松驰损耗 网络外离子只能在一定势叠网络外离子只能在一定势叠间产生移动，即随着电场作微间产生移动，即随着电场作微小运动随着小运动随着T↑ tgδ有极大值有极大值③③结构损耗结构损耗 由于网络松驰变形而产生变形由于网络松驰变形而产生变形损耗，在较低温度下产生作用。

损耗，在较低温度下产生作用（（2）玻璃的损耗）玻璃的损耗①①一般纯玻璃的损耗都是很小的，这是因为简单玻璃中的一般纯玻璃的损耗都是很小的，这是因为简单玻璃中的“分分子子”接近规则的排列，结构紧密接近规则的排列，结构紧密，，没有联系弱的松弛离子没有联系弱的松弛离子 在纯玻璃中加入在纯玻璃中加入碱金属氧化物碱金属氧化物后，后，介质损耗介质损耗大大增加，并大大增加，并且且损耗随碱性氧化物浓度的增大按指数增大损耗随碱性氧化物浓度的增大按指数增大这是因为碱性氧这是因为碱性氧化物进入玻璃的点阵结构后，使离子所在处点阵受到破坏因化物进入玻璃的点阵结构后，使离子所在处点阵受到破坏因此，玻璃中此，玻璃中碱性氧化物浓度愈大，玻璃结构就愈疏松碱性氧化物浓度愈大，玻璃结构就愈疏松，离子就，离子就有可能发生移动，造成电导损耗和松弛损耗，使总的损耗增大有可能发生移动，造成电导损耗和松弛损耗，使总的损耗增大②②在玻璃电导中出现的在玻璃电导中出现的“双碱效应双碱效应”（中和效应）和（中和效应）和“压碱效压碱效应应”（压抑效应）在玻璃的介质损耗方面也同样存在，（压抑效应）在玻璃的介质损耗方面也同样存在，即当碱即当碱离子的总浓度不变时，由两种碱性氧化物组成的玻璃，离子的总浓度不变时，由两种碱性氧化物组成的玻璃，tgδtgδ大大大降低，而且有一最佳的比值。

大降低，而且有一最佳的比值29Na2O－K2O－B2O3玻璃玻璃的的tgδ与组成的关系与组成的关系当两种碱同时存在时，当两种碱同时存在时，tgδ总是降低，而最佳比值约总是降低，而最佳比值约为等分子比为等分子比这可能是两种碱性氧化物这可能是两种碱性氧化物加入后，在玻璃中形成微加入后，在玻璃中形成微晶结构，玻璃由不同结构晶结构，玻璃由不同结构的微晶所组成的微晶所组成玻璃的损耗玻璃的损耗主要是主要是电导损耗、松弛质点的极化损耗及结构损耗电导损耗、松弛质点的极化损耗及结构损耗表面气孔吸附水分、油污及灰尘等造成表面气孔吸附水分、油污及灰尘等造成表面电导表面电导也会引起较大也会引起较大的损耗①①以结构紧密的离子晶体以结构紧密的离子晶体为主晶相的陶瓷材料，损耗主要来源为主晶相的陶瓷材料，损耗主要来源于玻璃相于玻璃相 为了改善某些陶瓷的工艺性能，往往在配方中引入一些易为了改善某些陶瓷的工艺性能，往往在配方中引入一些易熔物质（如粘土），形成熔物质（如粘土），形成玻璃相，这样就使损耗增大玻璃相，这样就使损耗增大如滑石瓷、尖晶石瓷随粘土含量的增大，其损耗也增大因而一般高瓷、尖晶石瓷随粘土含量的增大，其损耗也增大。

因而一般高频瓷，如氧化铝瓷、金红石等很少含有玻璃相频瓷，如氧化铝瓷、金红石等很少含有玻璃相②②大多数电工陶瓷大多数电工陶瓷的离子松弛极化损耗较大，主要原因是：主的离子松弛极化损耗较大，主要原因是：主晶相结构松散，生成了缺陷固溶体，多晶形转变等晶相结构松散，生成了缺陷固溶体，多晶形转变等③③含有可变价离子的陶瓷材料含有可变价离子的陶瓷材料，如含钛陶瓷，往往具有显著的，如含钛陶瓷，往往具有显著的电子松弛极化损耗电子松弛极化损耗31陶瓷材料的损耗陶瓷材料的损耗降低材料的介质损耗的方法降低材料的介质损耗的方法（（1 1）选择合适的主晶相：）选择合适的主晶相：尽量选择结构紧密的晶体作为主晶尽量选择结构紧密的晶体作为主晶相2 2）改善主晶相性能时，尽量避免产生缺位固溶体或填隙固）改善主晶相性能时，尽量避免产生缺位固溶体或填隙固溶体，最好形成连续固溶体溶体，最好形成连续固溶体这样弱联系离子少，可避免损这样弱联系离子少，可避免损耗显著增大耗显著增大3)(3)尽量减少玻璃相尽量减少玻璃相有较多玻璃相时，应采用有较多玻璃相时，应采用“中和效应中和效应”和和“压抑效应压抑效应”，以降低玻璃相的损耗以降低玻璃相的损耗。

4(4）防止产生多晶转变）防止产生多晶转变，多晶转变时晶格缺陷多，电性能下，多晶转变时晶格缺陷多，电性能下降，损耗增加降，损耗增加5））注意焙烧气氛注意焙烧气氛含钛陶瓷不宜在还原气氛中焙烧烧成含钛陶瓷不宜在还原气氛中焙烧烧成过程中升温速度要合适，防止产品急冷急热过程中升温速度要合适，防止产品急冷急热6)控制好最终烧结温度控制好最终烧结温度，使产品，使产品“正烧正烧”，防止，防止“生烧生烧”和和“过烧过烧”以减少气孔率以减少气孔率此外，在工艺过程中应此外，在工艺过程中应防止杂质的混入，坯体要致密防止杂质的混入，坯体要致密 介电强度介电强度 一、介质在电场中的破坏一、介质在电场中的破坏1.介介质质的的击击穿穿:当当电电场场强强度度超超过过某某一一临临界界值值时时，，介介质质由由介介电电状状态态变变为为导导电电状状态态这这种种现现象象称称介介电电强强度度的的破破坏坏，，或或叫叫介质的击穿介质的击穿2.击击穿穿电电场场强强度度:介介质质的的击击穿穿时时，，相相应应的的临临界界电电场场强强度度称称为为介电强度，或称为介电强度，或称为击穿电场强度击穿电场强度3.击穿类型击穿类型:热击穿，电击穿，局部放电击穿。

热击穿，电击穿，局部放电击穿33二、固体电介质的击穿二、固体电介质的击穿                    （一）（一） 固体电介质的热击穿固体电介质的热击穿1.热击穿热击穿        电电介介质质在在电电场场作作用用下下，，由由于于漏漏导导电电流流、、损损耗耗或或气气隙隙局局部部放放电电产产生生热热量量 ，，逐逐渐渐升升温温，，积积热热增增多多，，达达到到一一定定温温度度，，即行开裂、玻化或熔化，导致即行开裂、玻化或熔化，导致绝缘材料性能破坏的现象绝缘材料性能破坏的现象2.热击穿的本质热击穿的本质        热热击击穿穿的的本本质质是是处处于于电电场场中中的的介介质质，，由由于于其其中中的的介介质质损损耗耗而而受受热热，，当当外外加加电电压压足足够够高高时时，，可可能能从从散散热热与与发发热热的的热热平平衡衡状状态态转转入入不不平平衡衡状状态态，，若若发发出出的的热热量量比比散散去去的的多多，，介介质质温温度度将将愈愈来来愈愈高高，，直直至至出出现现永永久久性性损损坏坏，，这这就就是是热热击击穿34（二）（二） 固体介质的电击穿固体介质的电击穿1.电电击穿击穿 在在电电场场作作用用下下，，电电介介质质内内少少量量自自由由电电子子的的动动能能加加大大，，当当电电压压足足够够大大时时，，在在电电子子冲冲击击下下激激发发出出新新的的自自由由电电子子参参加加运运动动，，并产生负离子，介电功能遭受破坏，而被击穿。

并产生负离子，介电功能遭受破坏，而被击穿 这这种种击击穿穿发发展展速速度度很很快快，，约约在在10-8-10-7秒秒内内骤骤然然击击穿穿，，似似同雪崩 35（二）（二） 固体介质的电击穿固体介质的电击穿2.电击穿的过程电击穿的过程 在强电场下，固体导带中可能因冷发射或热发射存在一些在强电场下，固体导带中可能因冷发射或热发射存在一些电子这些电子一方面在外电场作用下被加速，获得动能；另电子这些电子一方面在外电场作用下被加速，获得动能；另一方面与晶格振动相互作用，把电场能量传递给晶格当这两一方面与晶格振动相互作用，把电场能量传递给晶格当这两个过程在一定的温度和场强下平衡时，固体介质有稳定的电导；个过程在一定的温度和场强下平衡时，固体介质有稳定的电导；当电子从电场中得到的能量大于传递给晶格振动的能量时，电当电子从电场中得到的能量大于传递给晶格振动的能量时，电子的动能就越来越大，至电子能量大到一定值时，电子与晶格子的动能就越来越大，至电子能量大到一定值时，电子与晶格振动的相互作用导致电离产生新电子，振动的相互作用导致电离产生新电子，使自由电子数迅速增加，使自由电子数迅速增加，电导进入不稳定阶段，击穿发生。

电导进入不稳定阶段，击穿发生。