液体电介质的电击穿原理和“小桥”击穿理论

一、纯净液体电介质的击穿原理

常用的液体介质主要有从石油提炼出来的矿物油——变压器油、电容器油、电缆油等。纯净液体电介质的击穿属于电击穿。在外电场足够强时，电子在碰撞液体分子可引起游离，使电子数倍增，形成电子崩。同时正离子在阴极附近形成空间电荷层，增强了阴极附近的电场，使阴极发射的电子数增多，导致液体介质击穿。

二、工程用液体电介质的击穿原理

与纯净的液体电介质相比，工程用液体电介质的击穿场强较低。这主要是因为在电气设备制造过程中有杂质混入，其山穿存在热过程，属于热击穿的范畴，可用“小桥"击穿理论来解释工程用液体电介质的击穿过程。例如，油中常因受潮而含有水分，此外还含有油纸或布脱落的纤维，而水和纤维的相对介电系数ε_r很大，极易极化而沿电场方向定问排列。若定向排列的纤维贯穿于电极形成连续的杂质小桥，因小桥的电导较大，其泄漏电流增大，从而引起杂质小桥通道发热，这会促使汽化，随着气泡扩大和发展，会出现气体小桥，使油间隙发生击穿。

如果油间隙较长，难以形成贯通的小桥，则不连续的小桥也会显著畸变电场，降低间隙的击穿电压。由于杂质小桥的形成带有统计性，因而工程液体电介质的击穿电压有较大的分散性。小桥的形成还与电极形状和电压种类有关。当电场极不均匀时，由于棒电极附近会出现局部放电现象，造成油的扰动，妨碍小桥的形成。在冲击电压作用下，由于作用时间极短，小桥不易形成。

总体来说，液体介质的击穿理论还不是很成熟，虽然有些理论在一定程度上能解释击穿的规律，但大多都是定性的，在工程实际中主要靠实验数据。一般可以通过测量其电气强度、tanδ和含水量来判断变压器油的品质。