击穿

磁场现象

击穿是在电场作用下绝缘物内部产生破坏性的放电，绝缘电阻下降，电流增大，并产生破坏和穿孔的现象。电工设备中引起事故的重要原因。其发生时的电压称“击穿电压”，它的数值与材料的种类、厚度及使用环境有关。

击穿类型

电击穿

电介质在足够高的电场强度作用下瞬间(10-7～10-8s)失去介电功能的现象。是电介质击穿形式之一。在电场作用下，电介质内少量自由电子动能增大，当电场强度足够大时，自由电子不断撞击介质内的离子，并把能量传递给离子使之电离，从而产生新的次级电子，这些次级电子在电场中获得能量而加速运动，又撞击并电离更多的离子，产生更多的次级电子，如此连锁反应，如同雪崩，产生“电子潮”，使贯穿介质的电流迅速增大，导致击穿。

热击穿

在电场作用下，固体电介质因内部热量积累、温度过高而导致，由绝缘状态突变为良导电状态的过程。

实际绝缘结构中，除了导体中电流产生的热量将传送给固体电介质外，在电场作用下，固体电介质本身也将因漏导和极化而发热。与此同时，固体电介质也要向四周散发热量，若发热量超过散热量，则固体电介质的温度将上升。由于固体电介质的损耗随温度上升而增加，因此发热量也随之增加。相应地，散热量也随固体电介质与周围环境温差的增加而增加。若在固体电介质能耐受的温度下，发热量与散热量相等，则建立起了热平衡，固体电介质正常工作；若发热量始终大于散热量，则固体电介质的温度不断上升，最终固体电介质发生炭化、熔化或开裂等现象，丧失绝缘性能，发生热击穿。

光击穿

由于强激光场的作用使透明介质中发生各种损伤，光击穿是指强激光引起雪崩电离导致击穿引起的损伤，它区别于激光直接加热引起的损伤，后者称为热击穿。

固体中的光击穿的物理机制为：固体中有少量准自由电子（热激发到导带上的电子，或由于多光子光致电离产生的电子），在激光场中这些电子获得能量，在与原子碰撞时使后者电离；多次重复此过程，电子快速倍增，由于雪崩电离形成等离子体；等离子体加热和膨胀形成冲击波导致固体局部损伤，表现为漏斗状的损伤径迹(如为夹杂物引起的则为球状)。

击穿电压

使电介质击穿的电压，电介质在足够强的电场作用下将失去其介电性能成为导体，称为电介质击穿，所对应的电压称为击穿电压。电介质击穿时的电场强度叫击穿场强。不同电介质在相同温度下，其击穿场强不同。当电容器介质和两极板的距离d一定后，由U1-U2=Ed知，击穿场强决定了击穿电压。击穿场强通常又称为电介质的介电强度。提高电容器的耐压能力起关键作用的是电介质的介电强度。附表为各种电介质的相对介电常量εr和介电强度。

影响击穿电压的因素主要有：

(1) 电极的形状，电极的曲率半径越小，击穿电压越低，越容易放电。

(2)电极的极性，棒状电极对平板电极放电时，当棒状电极带负电时，击穿较困难，击穿电压高，带正电时，击穿电压较低，容易发生击穿。

(3)气体的压强降低或温度升高时，由于电子动能变大，击穿电压降低，容易发生火花放电。

(4) 湿度增加可使击穿电压下降。

(5) 电压的作用时间很短时，击穿电压较高。击穿电压越低，越容易发生火花放电，越容易成为可燃物的点火源。

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