击穿电压英文解释翻译、击穿电压的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 punch through voltage
【化】 breakdown potential; breakdown voltage; electrical breakdown tension
puncture voltage; sparking potential
分词翻译:
击的英语翻译:
attack; beat; bump into; hit; strike out; thrash
【医】 coup; stroke
穿的英语翻译:
penetrate; pull on; wear
电压的英语翻译:
tension; voltage
【化】 voltage
【医】 electric tension; voltage
专业解析
击穿电压 (Breakdown Voltage) 是电气工程和材料科学中的核心概念,指在特定条件下,施加于绝缘材料(或绝缘间隙)两端,使其突然丧失绝缘性能,转变为导电状态(即发生电击穿)时的最低电压。该电压值标志着绝缘介质承受电场强度的极限能力。
以下从专业角度详细解释其含义:
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基本定义与物理机制:
- 当施加于绝缘体(如空气、油、固体电介质)两端的电压逐渐升高时,材料内部或间隙中的电场强度随之增强。
- 在电场强度达到某个临界值之前,材料能有效阻止电流通过,表现为高电阻特性。
- 一旦电压升高至击穿电压,绝缘介质内部的束缚电荷(电子、离子)在强电场作用下获得足够能量,发生剧烈碰撞电离(汤森放电)或形成导电通道(流注理论),导致绝缘性能瞬间崩溃,产生雪崩式的电流激增,形成电弧或火花放电。
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关键影响因素:
- 材料性质:不同绝缘材料(如空气、SF6气体、变压器油、陶瓷、塑料)的分子结构、纯净度、杂质含量、缺陷密度等直接影响其本征介电强度和击穿电压。高纯度、无缺陷的材料通常具有更高的击穿电压。
- 环境条件:
- 温度:高温可能降低材料击穿电压(如热击穿)。
- 气压:对于气体(尤其是空气),击穿电压与气压和电极间距的乘积(帕邢定律)密切相关。在特定气压下存在最低击穿电压。
- 湿度:湿度过高可能降低固体或气体绝缘的表面电阻,降低沿面闪络电压(一种特殊击穿形式)。
- 电极形状与间距:电极的曲率半径(尖端效应)和两极之间的距离是决定电场分布的关键因素。间距越小或电极越尖锐,局部电场越集中,击穿电压越低(尤其在气体和液体中)。
- 电压波形与持续时间:直流、工频交流、冲击电压(如雷电波、操作波)下的击穿电压值可能不同。短时脉冲下的击穿电压通常高于长时间施加的直流或交流电压(考虑累积效应)。
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工程意义与测试标准:
- 绝缘强度表征:击穿电压是评价绝缘材料或绝缘结构电气性能的最重要参数之一,直接关系到电气设备(变压器、电缆、电容器、开关设备)的安全裕度和运行可靠性。
- 耐压试验基础:高压电气设备出厂或检修时,需进行工频耐压试验或冲击耐压试验,其施加的试验电压值(通常高于额定工作电压数倍)必须低于但接近该设备绝缘结构的击穿电压,以验证其绝缘强度而不造成实际损伤。
- 标准化测试:击穿电压的测量需遵循严格的国际或国家标准(如IEC 60243, ASTM D149),规定电极配置、升压速率、环境条件等,以确保结果的可比性和重复性。
参考来源:
- IEEE Dielectrics and Electrical Insulation Society. Fundamentals of Dielectric Breakdown. https://www.ieee.org/deis (概述电介质击穿基本原理)
- International Electrotechnical Commission (IEC). IEC 60060-1: High-voltage test techniques - Part 1: General definitions and test requirements. https://webstore.iec.ch/publication/5525 (高压试验标准,定义击穿及相关测试)
- National Institute of Standards and Technology (NIST). Electrical Insulation for Rotating Machines: Testing and Monitoring. https://www.nist.gov/publications/electrical-insulation-rotating-machines-testing-and-monitoring (涉及绝缘测试方法,包括击穿电压测试)
网络扩展解释
击穿电压是指导体或绝缘材料在电场作用下失去绝缘性能并发生导电现象的最低临界电压值。以下是详细解释:
一、核心定义
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基本概念
当外加电压超过某一临界值时,原本不导电的介质(如空气、塑料、半导体等)会突然变为导体,导致电流急剧增加,这种现象称为电击穿,对应的临界电压即为击穿电压。
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技术参数
- 击穿电场强度:单位厚度介质发生击穿时的电场强度,公式为:
$$
E_b = frac{V_b}{d}
$$
其中( V_b )为击穿电压,( d )为介质厚度。
- 击穿时间:从施加电压到发生击穿的时间间隔,影响设备保护设计。
二、影响因素
-
材料特性
不同材料的击穿电压差异显著。例如,空气的击穿场强约为3 kV/mm,而陶瓷可达10-30 kV/mm。
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温度与均匀性
- 温度升高会降低材料的绝缘性能,导致击穿电压下降。
- 均匀电场中击穿电压与厚度成正比,非均匀电场中则受局部电场集中影响。
三、应用场景
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电力系统
用于设计输电线路的绝缘等级,防止因雷击或过电压导致设备损坏。
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电子元件
如二极管的反向击穿电压决定了其反向耐压能力,需根据电路需求选择合适参数。
四、注意事项
击穿电压并非绝对固定值,而是通过实验统计得出,实际应用中需预留安全裕度。例如,标称击穿电压为1000 V的绝缘材料,实际工作电压通常不超过800 V。
如需进一步了解具体材料的击穿参数,可参考等来源的实验数据。
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