电介质物理》电介质的击穿(2)ppt课件

1、电介质的击穿电介质的击穿4Breakdown of Dielectrics李建英李建英2021年年4月月5月月 电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment气体介质的击穿气体介质的击穿1 1负电性气体的击穿负电性气体的击穿 自持放电的判据：自持放电的判据：2 2极不均匀电场中气体的击穿极不均匀电场中气体的击穿电晕起始电压：针为正极性时高电晕起始电压：针为正极性时高击穿电压：针为负极性时高击穿电压：针为负极性时高3 3液体介质的击穿液体介质的击穿高纯度液体的击穿实际：碰撞电离高纯度

2、液体的击穿实际：碰撞电离气泡击穿实际：热化气、电离化气气泡击穿实际：热化气、电离化气杂质击穿实际：水桥、固体杂质小桥模型杂质击穿实际：水桥、固体杂质小桥模型电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment()11de 判据：碰撞电分开场判据：碰撞电分开展到一定程度电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment4.4.固体电介质的击穿固体电介质的击穿一一. .概述概述与气体

3、、液体介质相比，固体介质的击穿有何不同：与气体、液体介质相比，固体介质的击穿有何不同： 固体介质的击穿场强较高固体介质的击穿场强较高击穿后在资料中留下有不能恢复的痕迹，如烧焦或溶化击穿后在资料中留下有不能恢复的痕迹，如烧焦或溶化的通道、裂痕等，去掉外施电压，不能自行恢复绝缘性能的通道、裂痕等，去掉外施电压，不能自行恢复绝缘性能 击穿方式击穿方式热击穿热击穿电击穿电击穿不均匀介质部分放电引起击穿不均匀介质部分放电引起击穿 固体电介质击穿场强固体电介质击穿场强与电压作用时间的关系与电压作用时间的关系电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical

4、Insulation and Power Equipment一热击穿一热击穿由于电介质内部热的不稳定过程所呵斥的。由于电介质内部热的不稳定过程所呵斥的。 电场散热条件不利介质损耗发热温度升高介质分解、炭化击穿影响要素影响要素与资料的性能有关与资料的性能有关绝缘构造电极的配置与散热条件及电压种类、环境温度等有关绝缘构造电极的配置与散热条件及电压种类、环境温度等有关 因此热击穿强度不能看作是电介质资料的本征特性参数因此热击穿强度不能看作是电介质资料的本征特性参数 二电击穿二电击穿 在较低温度下，采用了消除边缘效应的电极安装等严厉在较低温度下，采用了消除边缘效应的电极安装等严厉控制的条件下，进展击穿

5、实验时所察看到的一种击穿景象。控制的条件下，进展击穿实验时所察看到的一种击穿景象。 电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment主要特性：主要特性： 击穿场强高大致在击穿场强高大致在515MV/cm范围范围在一定温度范围内，击穿场强随温度升高而增大，或变化不大在一定温度范围内，击穿场强随温度升高而增大，或变化不大 反映了固体介质耐受电场作用才干的最大限制反映了固体介质耐受电场作用才干的最大限制仅与资料的化学组成及性质有关，资料的特性参数之一，又称为耐电仅与资料的化学组成及性质有关

6、，资料的特性参数之一，又称为耐电 强度或电气强度强度或电气强度 三不均匀电介质的击穿三不均匀电介质的击穿包括固体、液体或气体组合构成的绝缘构造中的一种击穿方式。包括固体、液体或气体组合构成的绝缘构造中的一种击穿方式。击穿往往是从耐电强度低的气体中开场，表现为部分放电，然后或快击穿往往是从耐电强度低的气体中开场，表现为部分放电，然后或快或慢地随时间开展至固体介质劣化损伤逐渐扩展，致使介质击穿。或慢地随时间开展至固体介质劣化损伤逐渐扩展，致使介质击穿。 电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Eq

7、uipment二二. .固体电介质的热击穿固体电介质的热击穿(一一)瓦格纳热击穿实际瓦格纳热击穿实际瓦格纳热击穿模型 设固体介质置于平板电极设固体介质置于平板电极a、b之间，该介质有之间，该介质有一处或几处的电阻比其周围小得多，构成电介质一处或几处的电阻比其周围小得多，构成电介质中的低阻导电通道中的低阻导电通道 。 设通道的横截面积设通道的横截面积S 长度为长度为d导电率导电率 直流电压直流电压U 单位时间产生的热量单位时间产生的热量: 2210 240 24USQ.URd单位时间散出的热量单位时间散出的热量: :20Qttd散热系数散热系数00et tt又又0t导电通道在温度导电通道在温度t

8、0时的电导率；时的电导率；温度系数。温度系数。电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment发热与散热曲线 是温度的函数，所以发热量是温度的函数，所以发热量Q1也是温度也是温度的函数，因此对于不同的电压的函数，因此对于不同的电压U值，值，Q1与与t的关系是一簇指数曲线，曲线的关系是一簇指数曲线，曲线1、2、3分别分别为在电压为在电压U1、U2、U3 U1U2U3作用下，介质发热量与介质导电通道温度的作用下，介质发热量与介质导电通道温度的关系。而散热量关系。而散热量Q2与温度差与温度

9、差tt0成正比，成正比，如图中曲线如图中曲线4所示所示 1214QQ高于发热量散热量不会热平衡温度不断升高介质热击穿QQ34 12=a与 两个交点热平衡点加热到t 停留在稳定状态ctt12c124cQtct tQQQ2与 相切不稳定热平衡点温度上升到温度继续上升击穿电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment在切点在切点t应满足以下两个条件应满足以下两个条件 12ccQ tQt12ddddcct tt tQQtt将将5-545-54、5555、5656代入上式代入上式00200

10、24ecttctcS.Uttdd0020 24ecttctS.Udd思索到思索到000ett002e0 24etcUd.S热击穿临界电压热击穿临界电压 00是是00时导电通道的电阻率时导电通道的电阻率 瓦格纳热击穿实际适用条件：瓦格纳热击穿实际适用条件：瓦格纳热击穿实际适用于一些固体介质中存在有电阻率比其周围小得多的瓦格纳热击穿实际适用于一些固体介质中存在有电阻率比其周围小得多的 通道的情况，如绝缘纸、橡胶等资料。通道的情况，如绝缘纸、橡胶等资料。对于玻璃、石英等较均匀的介质，瓦格纳实际显然就不适用了。对于玻璃、石英等较均匀的介质，瓦格纳实际显然就不适用了。此外，瓦格纳实际中有关导电通道的本质

11、、大小电导率和散热系数等均是此外，瓦格纳实际中有关导电通道的本质、大小电导率和散热系数等均是 未知数，要用它来计算固体介质的热击穿电压还是困难的。未知数，要用它来计算固体介质的热击穿电压还是困难的。 电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment二均匀固体电介质热击穿电压确实定二均匀固体电介质热击穿电压确实定单侧散热无限大一维平板介质模型单侧散热无限大一维平板介质模型厚度为厚度为d的无限大平板介质处于平行板电极之间的无限大平板介质处于平行板电极之间 资料构造是完全均匀的资料构造是完

12、全均匀的 设只需右侧电极向周围散热设只需右侧电极向周围散热 导热系数导热系数K K单位时间内流经单位时间内流经x x处单位面积的热量处单位面积的热量 ddxTQKx负号表示热量向温度降低方向流动负号表示热量向温度降低方向流动 单位时间内流经单位时间内流经xdx处单位面积的热量处单位面积的热量 ddddddxxTQKTxxx包括散热、发热和温升在内的热平衡方程包括散热、发热和温升在内的热平衡方程 2ddddddvTTcKExxx 思索到介质资料通常是在长时间作用的交、直流电压或短时间的脉冲电思索到介质资料通常是在长时间作用的交、直流电压或短时间的脉冲电压下任务，可以近似化为两种极端情况来讨论方程

13、式。压下任务，可以近似化为两种极端情况来讨论方程式。 电压作用时间很短，散热来不及进展的情况电压作用时间很短，散热来不及进展的情况脉冲热击穿脉冲热击穿电压长时间作用，介质内温度变化极慢的情况电压长时间作用，介质内温度变化极慢的情况稳态热击穿稳态热击穿 电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment1. 脉冲热击穿脉冲热击穿 电场作用时间很短，导热过程忽略电场作用时间很短，导热过程忽略2ddvTcEx如知道如知道EE(t)及及 E，T，即可求得临界温度时的热击穿场强，即可求得临界温度

14、时的热击穿场强 假设脉冲电场为斜角波形电场：假设脉冲电场为斜角波形电场：ccEEttEc热击穿场强热击穿场强tc至击穿的时间至击穿的时间电场不太强时电场不太强时20dedTccvtETEEc由上面几式可得由上面几式可得分别变量并积分分别变量并积分 0200eddccTETcTctTEEE c在环境温度不高时，热击穿临界场强在环境温度不高时，热击穿临界场强 01 222003eTvccc TEt TkTee00tc和和T0的影响的影响电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment2.

15、 稳态热击穿稳态热击穿 在外施电压在外施电压U0U0作用下，在介质处于稳定形状时作用下，在介质处于稳定形状时 2ddddTEKxx+0电场强度电场强度Ed/dx 那么电流密度那么电流密度 ddjEx-代入上式得代入上式得 ddd0dddTjKxxx-+为简化，仅讨论散热条件极好，电极温度一直等于周围环境温度为简化，仅讨论散热条件极好，电极温度一直等于周围环境温度T0的情况的情况 此时介质中心此时介质中心x0处温度最高，计为处温度最高，计为Tc dddddTjKxxxx0处，处，dT/dx00ddTjKx代入代入ddKT ddjEx-电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Labora

16、tory of Electrical Insulation and Power Equipment积分得热击穿临界电压积分得热击穿临界电压 且假定介质的导热系数为常数，即且假定介质的导热系数为常数，即KTK，得，得 假设环境温度不高时，假设环境温度不高时，T0，TcT0 由于由于U0c随随T0升高而增大远不如随升高而增大远不如随e1/T0降低快，所以近似为降低快，所以近似为020eTcUA A与资料有关的常数与资料有关的常数 TkTee00分析：分析：热击穿电压与温度的关系：热击穿电压与温度的关系：002clnUln AT电阻率电阻率 001Te00lnlnT热击穿电压的实验判据热击穿电压的实

17、验判据 TcTcdTKU0208TcTTcdTeKU00208022102008TceKTU电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment热击穿电压与频率的关系：热击穿电压与频率的关系：00112222220000088eeTTcKTKTUA 12208KTA 020eT1g2021sg 热击穿电压与厚度的关系：与厚度无关热击穿电压与厚度的关系：与厚度无关晶体岩盐热击穿电压、电阻率与温度的关系1热击穿电压 2电阻率002clgUlg AT001Te00lglgT两式比较，两式比较，

18、lgU0C1/T0与与lg1/T0都是直都是直线关系，仅两条直线的斜率相差一倍线关系，仅两条直线的斜率相差一倍 ，图与，图与实际相吻合。实际相吻合。常用这一关系作为热击穿的实验判据常用这一关系作为热击穿的实验判据 电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment热击穿电压与频率的关系式热击穿电压与频率的关系式0cUA A常数常数 当所加电压为交变电压时，上式中的当所加电压为交变电压时，上式中的为固体介质的有效电阻率介质在为固体介质的有效电阻率介质在交变电压下的有效电阻率比直流电阻率要

19、小，因此交流热击穿电压通常低于交变电压下的有效电阻率比直流电阻率要小，因此交流热击穿电压通常低于直流热击穿电压。直流热击穿电压。 根据上式，交流热击穿电压与电介质有效电阻率的平方根成正比，而根据上式，交流热击穿电压与电介质有效电阻率的平方根成正比，而有效电阻率又与电介质的介电常数有效电阻率又与电介质的介电常数r、损耗角正切、损耗角正切tg及电压频率及电压频率f成反比。成反比。 0tgcrBEf玻璃热击穿场强与频率的关系玻璃热击穿场强与频率的关系 可见热击穿场强随频率升高而降低。这是由可见热击穿场强随频率升高而降低。这是由于电介质的损耗随频率的升高而增大，当所加电于电介质的损耗随频率的升高而增大

20、，当所加电压的值一样时，电介质的发热随频率而添加，致压的值一样时，电介质的发热随频率而添加，致使热击穿场强下降。使热击穿场强下降。 热击穿电压与电介质厚度无关。电介质厚热击穿电压与电介质厚度无关。电介质厚度增大时，热击穿场强表现出降低的趋势。度增大时，热击穿场强表现出降低的趋势。电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment三三. .固体电介质的电击穿固体电介质的电击穿实际根底：气体放电的碰撞电离实际实际根底：气体放电的碰撞电离实际 ( ,)eE21er N又又2000固空气200

21、0ee气2000bbEE固气6E3 10 V/mb 气估算得估算得9E6 10 V/mb固晶格质点：晶格质点： 不能自在热运动；不能自在热运动； 只能在晶格平衡位置上做微小振动；只能在晶格平衡位置上做微小振动； 这些热振动相互关联；这些热振动相互关联； 构成一系列频率的晶格振动；构成一系列频率的晶格振动； 以波的方式在固体介质中传播以波的方式在固体介质中传播 晶格波。晶格波。电子晶格波电子与晶格波的相互作用：电子与晶格波的相互作用：电子可以失去能量，而被制动电子可以失去能量，而被制动 电子从晶格波得到能量而进一步加速，只需在电场很强时，电子才可电子从晶格波得到能量而进一步加速，只需在电场很强时

22、，电子才可以获得引起碰撞电离的能量以获得引起碰撞电离的能量 电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment 在强电场下固体导带中能够因场致发射或热发射而存在一些导电电子，这在强电场下固体导带中能够因场致发射或热发射而存在一些导电电子，这些电子在外电场作用下被加速获得动能，同时在其运动中又与晶格振动相互作些电子在外电场作用下被加速获得动能，同时在其运动中又与晶格振动相互作用而激发晶格振动，把电场的能量传送给晶格：用而激发晶格振动，把电场的能量传送给晶格： 1. 1.当这两个过程在一定

23、的温度和场强下平衡时，固体介质有稳定的电导；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； 2. 2.当电子从电场中得到能量大于损于给晶格振动的能量时，电子的动能就当电子从电场中得到能量大于损于给晶格振动的能量时，电子的动能就越来越大，越来越大， 当电子能量大到一定值后，电子与晶格振动的相互作用便导致电离产生新当电子能量大到一定值后，电子与晶格振动的相互作用便导致电离产生新电子，自在电子数迅速添加，电导进入不稳定阶段，击穿开场发生。电子，自在电子数迅速添加，电导进入不稳定阶段，击穿开场发生。碰撞电离实际，本征电击穿实际碰撞电离实际，本征电击穿实际碰撞电分开场作为击穿判据碰撞电分

24、开场作为击穿判据雪崩击穿实际雪崩击穿实际碰撞电分开场后，电子数倍增到一定数值，足以破坏电介质碰撞电分开场后，电子数倍增到一定数值，足以破坏电介质构造为击穿判据。构造为击穿判据。 按击穿断定条件不同，电击穿实际可分为两大类：按击穿断定条件不同，电击穿实际可分为两大类： 本世纪本世纪30年代，年代，Hippel和和Frohlich以固体物理为根底，量子力学为工具，以固体物理为根底，量子力学为工具，开展起来了固体电介质电击穿的碰撞电离实际。开展起来了固体电介质电击穿的碰撞电离实际。 电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulatio

25、n and Power Equipment一本征电击穿实际一本征电击穿实际 在电场在电场E E的作用下，电子被加速，它的平均速度为的作用下，电子被加速，它的平均速度为*eFeEmm电子单位时间从电场获得的能量电子单位时间从电场获得的能量 22ee EAFvm松弛时间松弛时间与电子能量有关与电子能量有关 AA Eu，晶格振动的能量是量子化的晶格振动的能量是量子化的 声子声子 电子放出声子的概率总大于电子吸收声子的概率，所以电子给予晶格振动的电子放出声子的概率总大于电子吸收声子的概率，所以电子给予晶格振动的能量总大于它们从晶格振动获得的能量。能量总大于它们从晶格振动获得的能量。 设单位时间内电子与

26、晶格振动相互作用为设单位时间内电子与晶格振动相互作用为1/次，那么电子次，那么电子单位时间中损失给晶格振动的能量为单位时间中损失给晶格振动的能量为 CB晶格振动与温度有关，上式可改写为晶格振动与温度有关，上式可改写为 0BB Tu，0A EuB Tu，使该式成立的使该式成立的 maxE为击穿场强。为击穿场强。电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment本征电击穿实际又分为单电子近似和集合电子近似两种实际本征电击穿实际又分为单电子近似和集合电子近似两种实际 。单电子近似实际单电子近

27、似实际假设：略去电介质中导电电子间的相互作用，用强电场下单个电子的平均特假设：略去电介质中导电电子间的相互作用，用强电场下单个电子的平均特性来求取击穿场强。把导电电子与晶格振动的相互作用，看成是对晶格周期性来求取击穿场强。把导电电子与晶格振动的相互作用，看成是对晶格周期势场的微扰，解出相互作用概率，然后经过能量平衡方程求出临界击穿场强。势场的微扰，解出相互作用概率，然后经过能量平衡方程求出临界击穿场强。平衡点随着场强的添加向电子能量平衡点随着场强的添加向电子能量减小的方向挪动，即场强增大，到减小的方向挪动，即场强增大，到达平衡时电子具有的能量减小达平衡时电子具有的能量减小 。电力设备电气绝缘国

28、家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment1) Hippel低能电击穿判据低能电击穿判据 4cuu 0HccA EuB Tu，22*He EAm*2Hm BEe4cuuw 低能电子低能电子 希伯尔电击穿临界条件意味着，低能电子单位时间从电场获得的能量超越最希伯尔电击穿临界条件意味着，低能电子单位时间从电场获得的能量超越最大的能量损耗，才干导致碰撞电离的发生，当然能量大于大的能量损耗，才干导致碰撞电离的发生，当然能量大于 的其他电子，的其他电子，也一定可以从电场得到足够的能量而引起碰撞电离。也一定

29、可以从电场得到足够的能量而引起碰撞电离。 4希伯尔以为击穿是由低能电子呵斥的，故称为低能判据。希伯尔以为击穿是由低能电子呵斥的，故称为低能判据。 电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment2)Frohlich高能电击穿判据高能电击穿判据 以电子能量以电子能量uu1时的平衡条件作为击穿的临界条件时的平衡条件作为击穿的临界条件 Frohlich临界击穿场强临界击穿场强 晶格电离能晶格电离能 *2Fm BEe得得IuuFrohlich以为，晶体导带中的电子是按能量以一定几率分布的，具

30、有各以为，晶体导带中的电子是按能量以一定几率分布的，具有各种能量的电子都以一定几率存在，其中大多数电子能量较低，少数是种能量的电子都以一定几率存在，其中大多数电子能量较低，少数是高能量电子。假设加速高能量电子。假设加速 附近的电子，就能引起碰撞电离。附近的电子，就能引起碰撞电离。 IuFrohlich以为击穿是由高能电子呵斥的，故称为高能判据以为击穿是由高能电子呵斥的，故称为高能判据 ),(),(0IIFuTBuEA电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power EquipmentHippel和和Fr

31、ohlich判据的区别：判据的区别： Hippel： 电场开场加速电场开场加速 4的低能电子引起的，这电场可以加速几乎一切的低能电子引起的，这电场可以加速几乎一切充分条件，充分条件， HE高高 Frohlich：电场开场加速能量接近：电场开场加速能量接近 Iu的高能电子引起的，这电场可以加速少的高能电子引起的，这电场可以加速少部分电子部分电子必要条件，必要条件， FE低低 FHEEFHEEE实验值表表5-10中，中， 的电子的电子由实验规律知：电击穿在由实验规律知：电击穿在T0较低时，较低时，0bdEdT这是由于低温时，含杂质晶体这是由于低温时，含杂质晶体或非晶态电介质中，存在于杂或非晶态电介

32、质中，存在于杂质能级上的电子很少，它们之质能级上的电子很少，它们之间的相互作用可以忽略不计。间的相互作用可以忽略不计。 但高温时，杂质能级激发态上的电子数但高温时，杂质能级激发态上的电子数目增多，不仅同导电电子相互作用，且目增多，不仅同导电电子相互作用，且自相作用，构成电子系。自相作用，构成电子系。 电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment集合电子近似实际集合电子近似实际由由Frohlich针对无定形固体电介质的高温击穿提出来的针对无定形固体电介质的高温击穿提出来的 以以nC

33、、nS和和nD分别表示导带、浅圈套分别表示导带、浅圈套和深圈套上的电子数和深圈套上的电子数 假设假设 那么有那么有eeV kTCSnn 导带底部和浅圈套底部附近能级密度之比导带底部和浅圈套底部附近能级密度之比 单位时间自在电子获得能量为单位时间自在电子获得能量为 能量损失主要是由杂质能级激发态上电子传给晶格，它是由吸收能量损失主要是由杂质能级激发态上电子传给晶格，它是由吸收和放出声子来实现的。和放出声子来实现的。0eBB TT，A、B都是经过杂质能级激发态上的电子数都是经过杂质能级激发态上的电子数nS来实现的来实现的 00eeA ETTTT， ，B，平衡关系平衡关系 22220eeV kTce

34、Ccsee EA ETTnnEmm， ，DSCnnnWVkTeT0-晶格温度，Te-电子系温度电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment能量增益速率能量增益速率A A，B B能量损失速率能量损失速率与电子系温度与电子系温度TeTe的关系的关系由图中可以看出，电子系从电场获得由图中可以看出，电子系从电场获得的能量随电子系温度升高而迅速增大，的能量随电子系温度升高而迅速增大，而传送给晶格的能量也随电子系温度而传送给晶格的能量也随电子系温度升高而添加，但添加速率愈来愈慢。升高而添加，

35、但添加速率愈来愈慢。 00eeA ETTTT， ，B， Ec集合电子近似的临界击穿场强集合电子近似的临界击穿场强 0ln2cVECkT解得解得上式阐明，随着晶格温度上式阐明，随着晶格温度T0的添加，击穿场强的添加，击穿场强Ec下降。这与固体电介质下降。这与固体电介质的高温电击穿场强随着电介质温度升高而下降的实验规律是一致的。的高温电击穿场强随着电介质温度升高而下降的实验规律是一致的。 电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment场致发射击穿场致发射击穿 2雪崩击穿实际雪崩击穿实际

36、根据雪崩鼓励的不同，分为：根据雪崩鼓励的不同，分为：场致发射击穿场致发射击穿碰撞电离雪崩击穿碰撞电离雪崩击穿 2/B EjAE e价带导游带场致发射电子价带导游带场致发射电子电子雪崩电子雪崩 j 向晶格注入能量向晶格注入能量 0T (if 00TT临界温度导致击穿临界温度导致击穿场致发射击穿场致发射击穿 Zener用量子力学计算用量子力学计算FranZ再修正再修正运用脉冲热击穿的规范作为临界条件，忽略传导热运用脉冲热击穿的规范作为临界条件，忽略传导热 电力设备电气绝缘国家重点实验室State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment73 220 2l4 1010nccIEt电离能即禁带宽度电离能即禁带宽度 至击穿的时间至击穿的时间 式中式中I 的单位为的单位为eV，tc单位为单位为s。对于大多数电介质来说，。对于大多数电介质来说，I约为约为27eV，在加压时间为在加压时间为s的广大范围内的广大范围内,上式给出的临界击穿场强为上式给出的临界击穿场强为109V/m。 碰撞电离雪崩击穿碰撞电离雪崩击穿根底根底:导带中的电子导带中的电子 E 发生碰撞电离发生碰撞电离由阴极向阳极开展由阴极向阳极开展