纳秒脉冲固体电介质击穿特性及机理(精)

前言 主要符号表 第1章 绪论 1.1 固体电介质击穿现象 1.2 固体电介质经典击穿研究现状 1.3 纳秒脉冲固体电介质击穿研究进展 参考文献 第2章 纳秒脉冲固体电介质的单脉冲击穿特性 2.1 电介质厚度对击穿阈值的影响 2.1.1 厚度效应实验 2.1.2 从Weibull分布得出的理论公式 2.1.3 本节公式与Martin公式的异同 2.2 电介质厚度效应的物理机制 2.2.1 引言 2.2.2 不同厚度关系的比较 2.2.3 负幂指数关系的物理机制 2.2.4 负幂指数的影响因素及物理含义 2.3 电介质尺寸效应的统一表达式 2.3.1 引言 2.3.2 统一表达式的理论依据 2.3.4 形状参数β的取值 2.4 击穿阈值与聚合物种类之间的关系 2.4.1 固体电介质的极化机理 2.4.2 聚合物种类与击穿阈值的关系 2.4.3 实验验证 2.5 脉冲宽度对击穿阈值的影响 2.5.1 引言 2.5.2 脉宽效应实验 2.5.3 脉宽效应拟合的理论基础 2.5.4 脉宽效应的物理机制 54 2.5.5 幂指数s的取值 57 2.6 电极和脉冲极性等因素对击穿阈值的影响 60 2.6.1 电极材料因素 60 2.6.2 电极形状因素 63 2.6.3 脉冲极性因素 64 2.7 小结 参考文献 第3章 纳秒脉冲固体电介质的累积击穿特性 71 3.1 纳秒脉冲下聚合物的累积击穿 71 3.1.1 累积击穿的基本图像 71 3.1.2 累积击穿的基本特征 76 3.2 放电通道的引发 79 3.2.1 引言 79 3.2.2 低浓度域的直观图像 3.2.3 低浓度域的形成机制 81 3.3 放电通道的增长 84 3.3.1 引言 84 3.3.2 电树枝生长的数学模型 85 3.3.3 模型的三种解 89 3.3.4 实验验证 93 3.3.5 电树枝生长的物理本质 95 3.3.6 电树枝生长模型的讨论 98 3.4 累积击穿中的热效应 100 3.4.1 气隙充放电模型 101 3.4.2 气隙放电导致的放电通道增长 104 3.4.3 重频脉冲下的放电通道增长 106 3.4.4 气隙充放电模型的讨论 109 3.5 长、短脉冲累积击穿对比 109 3.5.1 长脉冲下的累积击穿图像 109 3.5.2 长、短脉冲下累积击穿图像的异同点 111 3.5.3 长脉冲下绝缘材料的累积击穿机理 113 3.6 小结 参考文献 116 第4章 纳秒脉冲下绝缘结构的寿命 120 4.1 概述 120 4.1.1 寿命的定义和指标 120 4.1.2 可靠度公式 121 4.2 寿命公式 124 4.2.1 引言 124 4.2.2 理论寿命公式 125 4.2.3 寿命公式验证 132 4.3 高可靠度寿命公式 135 4.4 多物理场寿命公式 136 4.4.1 平均电场对寿命的影响 136 4.4.2 机械应力对寿命的影响 138 4.4.3 外施电场和机械应力场下的多物理场寿命公式 140 4.4.4 应用举例 141 4.5 寿命评估 143 4.6 寿命与尺寸效应之间的相互联系 146 4.6.1 理论关联 146 4.6.2 m参数的取值 147 4.6.3 m参数的影响因素 149 4.6.4 两点讨论 151 4.7 小结 参考文献 152 第5章 纳秒脉冲下固体绝缘结构的失效 155 5.1 概述 156 5.1.1 早期工作 156 5.1.2 实验验证 159 5.2 油-固界面的虫孔效应 162 5.2.1 体击穿阈值和沿面闪络阈值变化趋势 162 5.2.2 油-固界面的临界脉宽 163 5.2.3 累积脉冲下的临界脉宽 165 5.2.4 短脉冲下固体绝缘结构的失效 166 5.3 固体-真空界面的虫孔效应 169 5.3.1 真空沿面闪络阈值变化趋势 169 5.3.2 真空界面虫孔效应的发生条件 170 5.3.3 实例分析 172 5.4 固-气界面的穿刺现象 173 5.4.1 穿刺现象发生的条件 173 5.4.2 实例分析 174 5.5 临界脉宽对固体绝缘设计的意义 175 5.5.1 引言 175 5.5.2 临界脉宽的物理机制 176 5.5.3 临界脉宽的影响因素 178 5.5.4 固体绝缘设计的一般原则 183 5.6 小结 参考文献 第6章 纳秒脉冲固体电介质击穿机理 188 6.1 局部放电和体击穿 188 6.1.1 电子碰撞电离判据 188 6.1.2 局部放电和体击穿的区别与联系 190 6.2 改进的电子雪崩击穿模型 191 6.2.1 引言 191 6.2.2 基本物理模型 193 6.2.3 击穿阈值公式 194 6.2.4 分析比较 200 6.3 电子雪崩击穿中的形成时延 203 6.3.1 引言 203 6.3.2 电击穿与热击穿