電化學擊穿（electrochemical breakdow）是聚合物在高壓電場作用下發生介電擊穿的一種機理。聚合物表面或內部存在氣泡，其中的氣體在高壓電場作用下，首先發生電離放電，被電場加速的電子和離子轟擊聚合物表面，產生的熱量引起高分子的熱降解，放電生成的臭氧又使聚合物氧化老化，進而導致材料被擊穿。
基本介紹
- 中文名：電化學擊穿
- 外文名：electrochemical breakdow
- 危害：使聚合物氧化老化
- 特點：電壓作用的時間相當長
- 原因：局部放電
- 影響因素：電壓作用時間
原理及特點,產生原因,影響因素,
原理及特點
電力設備的絕緣內部常常因為含有氣泡或縫隙而使電場發生畸變，由於空氣的介電係數又比其他介質的介電係數小．氣泡內所承受的場強更大，所以氣泡在電場強度比較大時，很容易首先發生游離，出現局部放電，游離產生電子，電子又在電場中獲得能量，撞擊介質，這樣一方面增加介質損耗，另一方面又繼續加劇游離，在空氣游離的過程中還會產生出臭氧和氧化氮等氣體，這些氣體起著腐蝕介質的作用。如此不斷地循環發展下去，在電、化學等因素的綜合作用之下，絕緣逐漸劣化變質，性能下降，最終被擊穿。這種現象稱作電化學擊穿。
電化學擊穿的特點是：電壓作用的時間相當長（幾個月或若干年），擊穿是受到日積月累的腐蝕的結果；且往往在設備的運行電壓下產生；它通常出現在電氣設備的固體絕緣中，特別是耐游離性能差的有機絕緣材料中。
產生原因
引起電化學擊穿的直接原因是絕緣內部的局部放電。
因為局部放電時會產生臭氧，很容易使材料發生臭氧裂解；局部放電時會產生氮的氧化物，它與潮氣結合生成硝酸，發生腐蝕作用；局部放電產生的高速粒子對絕緣材料的分子鏈轟擊，發生撞擊裂解；局部放電還使介質損耗增大．材料局部發熱，加速材料耐電性能劣化，最後導致絕緣體在無異常升高的電場強度下被擊穿。
影響因素
影響固體介質擊穿的因素比較多，主要有以下幾種：
(1)電壓作用時間。電壓作用時間較長時，熱的過程起決定性作用。電壓作用時間越長，其擊穿電壓越低。在使用時應注意，很多有機絕緣材料的短時電氣強度很高，而其耐局部放電性能往往很差，以致長時間電氣強度很低。因此，在不可能用油浸等方法來消除局部放電的絕緣結構中（如高壓電機），則需要採用特別耐局部放電的無機絕緣材料（如雲母等）。
(2)溫度。固體介質周圍溫度越高，散熱條件越差，熱擊穿電壓就越低：不同材料的轉折溫度不同，即使同一介質材料，厚度越大，散熱越困難，熱擊穿電壓就越低，即在較低溫度時就出現熱擊穿。因此，應改善絕緣的工作條件，加強散熱冷卻，防止臭氧及有害氣體與絕緣介質接觸等。
(3)電場均勻程度。均勻緻密的介質，在均勻電場中的擊穿電壓較高，且與介質厚度有直線關係；在不均勻電場下，擊穿電壓隨介質厚度增加而下降，當厚度增加時，散熱困難，可能出現熱擊穿，故增加厚度的意義更小。實際工程中使用的固體介質往往很不均勻緻密，即使處於均勻電場中，由於含有氣泡和雜質或其他缺陷都將使電場畸變，氣泡中先行游離，也會逐漸損害到固體介質。
(5)累積效應。在不均勻電場中，當外施電壓較高而作用時間較短時，特別是在雷電等衝擊電壓作用下，雖然已發生較強的局部放電，但由於電壓作用時間較短，尚未形成貫穿的放電通道，只是在介質內形成局部損傷或不完全擊穿；在多次衝擊或工頻試驗電壓下，一系列的不完全擊穿將導致介質的完全擊穿，反映出隨著施加衝擊或丁頻試驗電壓次數增多，固體介質的擊穿電壓將下降的現象。
(6)機械負載。固體介質在使用時可能受到機械負載的作用，使介質發生裂縫，使擊穿電壓顯著降低。
(7)有機固體介質在運行中因熱、化學等作用，可能變脆、開裂或鬆散，失去彈性，從而使擊穿電壓下降。
