固體電介質樹枝化擊穿是在高電場強度作用下，在絕緣中某一區域內形成的樹枝狀局部損壞。在電場的持續作用下，樹枝狀微通道順著電場方向貫穿整個絕緣。
基本介紹
- 中文名：固體電介質樹枝化擊
- 外文名：Solid dielectric dendronized breakdown
- 背景：高電場強度作用下
- 特點：電場方向貫穿整個絕
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在高電場強度作用下，在絕緣中某一區域內形成的樹枝狀局部損壞。在電場的持續作用下，樹枝狀微通道順著電場方向貫穿整個絕緣。它往往是決定絕緣壽命的主要因素。雷電是人們最早熟悉的樹枝化擊穿。後來在含有空氣隙的固體絕緣中和油浸紙絕緣中也發現樹枝化擊穿。樹枝都是起始於絕緣中電場集中的地方。在乾燥介質中，引發和發展主要是電場強度的作用，稱為電樹枝。脈衝電壓和接地短路也能產生電樹枝。在潮濕的介質中，在電場強度比較低的條件下，經過電場的長時期作用也能產生樹枝,在樹枝的擴展過程觀測不到放電,稱為水樹枝。如果介質中含有雜質和水分或化學溶液進入介質中，在低電場的長期作用下,產生有顏色的樹枝,稱為電化學樹枝。因為水樹枝和電化學樹枝的引發機理相似，習慣上也可統稱為水樹枝。電樹枝的通道是空心的，直徑約為10μm,在透明固體中可用顯微鏡觀測其形狀和長度，輪廓清晰。圖中所示為高能電子注入有機玻璃，接地短路形成的電樹枝。而水樹枝的光學觀測是非常模糊的，沒有分枝，它是由微小的水滴及連線它們的水絲組成。當水分跑出之後樹枝消失，浸水之後又能重現。電化學樹枝根據介質中滲入的化學成份可出現各種顏色。有些水樹枝是生長在一個核心上的,當核心分別含有鐵、鋁和硫時,電化學樹枝的顏色分別是褐棕色、藍色和綠色。見圖上所示是交聯聚乙烯中從鐵粒子上生長的水樹枝。已經提出了多種樹枝引發機理解釋電樹枝的特性。引發電樹枝的因素很多：電子和空穴的注入;熱電子的作用;周期性麥克斯韋應力引起的機械疲勞性開裂和介質的局部固有擊穿等。但發散性的高電場是樹枝產生的必要條件。解釋水樹枝形成的機理也是多種多樣的，尚無統一看法。歸結起來都是說明在水樹枝的形成過程中，材料如何發生開裂型的機械破壞，或者水樹枝通道的壁如何發生氧化等。 樹枝化的危害性已經引起嚴重關切，防止絕緣樹枝化成為提高絕緣工作場強和可靠性最關鍵的問題之一。
