影响固体介质击穿的因素及提高其电气强度的措施:
1)电压动作时间:外部电压的作用时间击穿电压以常用的电工纸板(尺寸mm)为例,如图2-19所示,在图中范围较广(b区)击穿电压它与电压动作时间无关,仅当时间小于微秒级(区域 A)时。击穿电压只有升高。 这类似于气体放电的伏秒特性,区域 B 处于电击穿范围内,因为热量和化学作用不会在很短的时间内起作用。 在C区,属于热击穿范围,因为交流电压动作时间较长时的击穿,往往是热过程起决定性作用,电压动作时间越长,击穿值越低。
2)温度:如图2-20所示,当温度低于t0值时击穿场强非常高,几乎与温度无关,是电气击穿; 当高于t0值时,环境温度越高,散热条件越差击穿电压越低。 对于不同的材料,该转变温度的t0值是不同的,即使相同的材料较厚且散热困难,t0值也可能在较低的温度下出现。 也就是说,热击穿发生在较低的温度下。
3)电场均匀性:材料均匀致密,在电场均匀时,介电耐压较高击穿电压与厚度呈线性关系; 在不均匀的电场中,击穿电压它大大减少,并且随着厚度的增加而增加非常缓慢,如图2-21所示,当厚度增加时,散热困难,可能会发生热击穿,因此增加厚度意义不大。 常用的固体介质往往非常不均匀和致密,即使在均匀出口时,由于孔隙率或其他缺陷会使电场变形,气孔会先游离,这对固体介质是有害的。 经过干燥和浸渍的绝缘材料可以显着改善它电气强度
4)电压类型:在相同情况下,介质处于交流、直流和脉冲状态击穿电压其冲击系数(冲击)通常不同击穿电压带工频击穿电力压在直流电下,振幅之比通常大于 1击穿电压它也往往比工频高得多,因为直流下固体介质中的损耗小,局部放电弱
当施加的电压频率高时,局部放电和损耗大,发热严重,可导致热击穿,或局部放电带来的化学变化,使绝缘损坏、变质,发生电化学击穿。
5)累积效应:在不均匀的电场中,当外界电压较高时,虽然已经发生了强烈的局部放电,但由于电压动作时间很短,没有形成击穿,并且在介质中形成局部损伤,所以下次施加电压时,就会形成击穿,所以当介质随着外界冲击或工频测试电压的增加而增加时, 它击穿电压会下降。
6)湿气:介质的湿气会使它击穿电压下降,这与介质本身的性能有关。 易吸湿的介质,吸湿后击穿电压落差非常大,因此在高压下使用的绝缘材料在制造过程中应注意去除水分,并在操作中注意防潮。
7)机械载荷:固体材料在使用中有时会遇到较大的机械载荷,使材料开裂,其击穿电力压显着减少。 例如,悬架绝缘子在工作时会受到机械和电气作用,因此在出厂前必须经过联合机电负载测试。
此外,有机固体材料在运行过程中可能会因热和化学反应而变脆、开裂并失去弹性,不能再用作绝缘材料。