液体介质的击穿机理探析

对液体介质击穿机理的研究远不及对气体的研究，还提不出一个较为完善的击穿理论。其主要原因在于：工程用液体中总含有某些气体、液体或固体杂质，这些杂质的存在，对液体介质的击穿过程影响很大。因此，宜将液体介质分为两类，即纯净的和工程上用的液体介质来加以研究。实际中接触最多的、也是应用最广泛的液体介质是变压器油，故在下面的讨论中，以变压器油为主要对象。

1.电击穿理论

一般认为，纯净的液体介质的击穿过程基本上与气体介质的击穿过程相类似。在液体介质中，总会有一些最初的自由电子，这些电子在电场的作用下，产生碰撞游离。当外加电场足够强时，电流剧增，致使液体介质击穿。

由于液体介质的密度远比气体介质大，液体介质中电子的自由行程很短，不易积累到足以产生碰撞游离所需的动能。因此，纯净液体介质的耐电强度总比常态下气体介质的耐电强度高很多，前者可达10⁶ V／cm数量级，而后者仅有10⁴ V／cm数量级。(www.xing528.com)

2.小桥击穿理论

工程用液体介质总量不是很纯净，即使以极纯净的液体介质注入电气设备中，在注入过程中也难免有杂质混入。因为液体介质与大气接触时会逐渐被氧化，并从大气中吸收气体和水分，而且常有各种纤维从固体绝缘物中脱落到液体介质中来；在运行过程中，液体介质本身也会老化，分解出气体、水分和聚合物，所以工程中的液体介质总是含有一些杂质。这些杂质的介电系数和电导与纯净液体介质本身的相应参数是不相等的。因此在外电场作用下，会在这些杂质附近造成局部强电场。由于电场力的作用，这些杂质会在电场方向被拉长，沿电场方向逐渐排列成杂质的“小桥”。如果此“小桥”贯穿于电极之间，则由于组成此“小桥”的纤维及水分等电导较大，使漏泄电流增大，发热增加，促使水分汽化，形成气泡；即使杂质小桥尚未贯穿全部间隙，在各段杂质链端部处液体介质中的场强也将增大很多，液体介质将在此局部高场强下电离而分解出气体；小桥中气泡的增多，促使游离过程增强，最后将小桥通道游离而导致击穿。