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可售数量： 100台
芯棒片击穿强度实验装置 棒棒板击穿电压测试仪 硅橡胶电气性能实验仪
一、主要技术指标：
1、输入电压：AC220V 50Hz
2、输出电压：AC：0～150kV； DC：0～150kV
3、输出功率：15kVA
4、测量范围：AC15～150kV； DC15～150kV
5、测量误差： ≤ 1％
6、升压速率： 0.01kV/s～5kV/s
7、耐压时间：0～8H
8、漏电流： 1～30 mA可由计算机软件自由进行设定
9、电源 ：交流220V±10%的单相交流电压和50Hz±1%的频率
10、试验环境温度：15 ～ 30℃，相对湿度：0～85%能够稳定运行。
11、外形尺寸长×宽×高：1980mm×1220 mm×1750mm（参考）
12、设备自重：350Kg（参考）
13、接地要求仪器需要单独接地，接地附合国家标准要求，金属棒深埋地下至少要1.5米以下
二、结构原理及性能特点：
1、主要由：升压系统(高压变压器)、测量系统、A/D转换器、放电系统、电极、油箱、电极定位架、计算机数据处理系统、软件等组成；
2、计算机---A/D转换器---测量控制系统---调压装置----升压变压器-----试样；
3、高压变压器主要产生试样所需的直流电压；
4、调压器用于调节升压变压器输入端电压以产生高压所需的输入电压；
5、电压测量主要是从高压变压器测量端测量，高压变压器测量端和高压端是线性的；
6、放电系统在试验做完以后放电，以免产生放电对人身的危害；
固体介质的击穿的介绍：
1 概 述
介质击穿
Ub 为击穿电压（击穿电场Eb=Ub/d ，d为介质厚度）
• 击穿的分类
¾ 本征击穿（Intrinsic Breakdown）：电击穿
¾ 非本征击穿：热击穿（Thermal Breakdown）
¾ 放电击穿（Discharge Breakdown）
• 介质击穿两种情况
¾ 发生久性变化（或叫不可逆变化）：如固体介质击穿。
¾ 发生可恢复性变化：介质在电场的作用下被击穿，把外电 场撤除后，介质又恢复其绝缘性能，如气体。
¾ “自愈现象"（Self-Healing），如金属化纸介电容器 。
• 固体介质击穿的一般规律
1. 固体介质的击穿电场大于液体和气体介质
Eb （气体） =3×106V/m
Eb （液体） =107~108V/m
Eb （固体） =108~109V/m
2. 固体介质击穿是破坏性的
3. 击穿的发展过程
¾ 介电性能的破坏：绝缘变成导体（电击穿）
¾ 介质本身的破坏：有明显的击穿通道（热击穿、机械击 穿）
4. 击穿与实验条件有关：
电极形状、媒质、散热条件、电压类型、加压时间、厚度
电击穿的特点
①击穿前的强电场 ，符合玻尔定律： I = I0 eAU 或弗兰克尔定律： I = I0 eB U
②击穿场强高，击穿电场范围较窄108~109V/m
③在均匀电场中，电击穿发生时的电场强度直到厚度为 0.1u-1u范围都与厚度无关。
④击穿场强与周围媒质温度无关
⑤击穿场强与加压时间无关
电击穿必须满足：
电导率γ 小、tgδ小、散热条件好，无气隙、无边缘放电
热击穿的特点
电击穿和热击穿的判断
热击穿电压比电击穿电压较低
固体介质的热击穿理论
两点结论：
¾热击穿电压Ub与温度T密切有关，和电阻率ρ与温度 的关系相同，只是指数减半，logUb的斜率差不多为 logρ斜率的一半；
¾热击穿电压Ub与沟道长度d成正比，但实验未证实。
概念：电击穿为固体介质的本征击穿。
产生原因：电子过程——电子碰撞电离
近代关于固体介质电击穿的理论。
按照击穿发生的判定条件，电击穿理论分为两大类：
1. 以碰撞电离开始作为击穿判据，这类理论为碰撞电 离理论，或称本征电击穿理论；
2. 以电离开始后，电子倍增到一定数值，足以破坏介 质绝缘状态作为击穿判据，这类理论称为“雪崩"击穿 理论。
碰撞电离理论
单位时间内，电子从电场获得能量为A，同时与晶格碰撞 失去能量为B。晶格波能量是量子化ћω的，电子与晶格波
的交换能应为其整数倍nћω。
平衡状态：
当电场提高使平衡状态破坏时A＞B，碰撞电离立即发生。 由上式确定碰撞电离开始发生的起始场强，并作为介质击 穿场强。
希伯尔低能判据
A与B在数值上有三种情形：
¾当电场较弱时，A＜B，电子将损失能量达到其稳定值； ¾A＝B时，为平衡状态，对应电子的 能量，临界能量 ξc ¾A＞B时，电子将不断从电场中获得能量。
EH为希伯尔场强，或临界击穿场强。
电场要使具有这样小能量以上的所有电子加速才能导致
击穿，故称为慢电子击穿理论。
①当电场E很低时，A(E1)与B相交于两点，电子能量ξ1＜ ξ＜ξ2的电子，由于损耗大于获得，将不断损失其能量 直至降低到ξ1而建立平衡时为止。若ξ＜ξ1，则A＞B电 子能量增加，直至ξ＝ξ1达到平衡，电导的稳定状态不 会破坏，电强度也不致破坏。
②当电场E很高时，在任何情形下总是A(E2)＞B，肯定发 生击穿。
③当电场为某一临界场强EH时，A(EH)曲线与B曲线相切， 切点对应于B＝f2 (ξ)为 值处，此时平衡关系成立，
即A(EH ,ξc ) = B(T0 ,ξc )
弗洛里赫高能判据
晶体电击穿是一些高能量的快电子碰撞电离引起，而不需要 所有的慢电子参与，电场只需加速部分高能量（接近晶格电离能）的电子即可使晶体击穿。
有两种可能情况：
ξ′ > ξ3 > Wi ①如此大能量的电子数极少，且速度快、碰撞频繁、自由程短，不易积累能量，电子崩不易形成。
ξ2 < ξ′ < Wi ②由于A＞B，电子在电场作用下被加速而能量增至Wi，产生 碰撞电离并导致击穿。处于ξ＜Wi状态的电子，存在时间 长，在经过较长的自由行程后，积累足够大的能量，易形成 电子崩，使电强度破坏达到击穿，因此只要能量ξ稍小于Wi 的电子被加速，就能导致击穿。
碰撞电离理论
碱卤晶体击穿场强的计算值与实验值
¾希伯尔电场充分但不必要：欲加速几乎全部电子，所需 的电场强度自然偏高。
¾弗洛里赫电场必要但不充分，计算出的电场自然偏低。
“雪崩"电击穿理论
（1）碰撞电离雪崩击穿
Seitz理论：一个电子从阴极出发，经过约40次碰撞 电离，介质材料即被破坏，又称为“40繁代理论"。
设电场强度E=108V/m，电子迁移率μ≈10-4m2/V · s， 扩散系数D≈10-4m2/s。
在t=1μ s内，电子运动长度为1cm，崩头的扩散半径
约为
在该圆柱体中原子数为
πr2 × 10−2 × 1029 ≈ 1017
设破坏晶格原子所需能量约为10eV，即破坏圆柱体内所有 原子所需能量为：1018eV。
每个电子经过1cm从电场中获得的能量约为106eV，故只要
有1012个电子就破坏介质晶格。碰撞电离过程中电子数以
2 α增加
2α = 1012
α = 40
隧道击穿
由于隧道效应使介质中电流增 大，介质失去绝缘性能的现象称 为隧道击穿。
隧道电流为：
A、B为与电极－介质间功函数有 关的常数，与温度关系不大。 这个公式给出，从电极进入介质 导带的隧道电流的密度与场强的 关系。
电极至介质隧道电流密度：
① 在强电场时隧道电流随场强的增大而迅速增大，因 而必将导致介质失去绝缘性能。
② 福兰兹提出用隧道电流导致介质温升达到一定温度 （临界温度Tc）作为介质隧道击穿的判据。
③ 隧道电流与禁带宽度有密切关系，禁带狭窄时，较 低场强下就有很大的隧道电流。
机械击穿
局部放电引起的击穿
在工程上要制取一种连续均匀的固体介质材料是困难的， 通常固体介质中含有气隙，以下两种形式：
（1）电极与介质层之间留有气隙
（2）介质内部存在气隙或气泡
在外施电压作用下，当击穿场强较低的气体（气隙或气泡）中的局部电场强度达到气体的击穿场强时，这部分气 体开始放电，使介质发生不贯穿电极的局部击穿，这种现 象被称为局部放电击穿。
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15801178345
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400-1060778
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