前言 主要符號表 第1章 緒論 1.1 固體電介質擊穿現象 1.2 固體電介質經典擊穿研究現狀 1.3 納秒脈沖固體電介質擊穿研究進展 參考文獻 第2章 納秒脈沖固體電介質的單脈沖擊穿特性 2.1 電介質厚度對擊穿閾值的影響 2.1.1 厚度效應實驗 2.1.2 從Weibull分布得出的理論公式 2.1.3 本節公式與Martin公式的異同 2.2 電介質厚度效應的物理機制 2.2.1 引言 2.2.2 不同厚度關系的比較 2.2.3 負冪指數關系的物理機制 2.2.4 負冪指數的影響因素及物理含義 2.3 電介質尺寸效應的統一表達式 2.3.1 引言 2.3.2 統一表達式的理論依據 2.3.4 形狀參數β的取值 2.4 擊穿閾值與聚合物種類之間的關系 2.4.1 固體電介質的極化機理 2.4.2 聚合物種類與擊穿閾值的關系 2.4.3 實驗驗證 2.5 脈沖寬度對擊穿閾值的影響 2.5.1 引言 2.5.2 脈寬效應實驗 2.5.3 脈寬效應擬合的理論基礎 2.5.4 脈寬效應的物理機制 54 2.5.5 冪指數s的取值 57 2.6 電極和脈沖極性等因素對擊穿閾值的影響 60 2.6.1 電極材料因素 60 2.6.2 電極形狀因素 63 2.6.3 脈沖極性因素 64 2.7 小結 參考文獻 第3章 納秒脈沖固體電介質的累積擊穿特性 71 3.1 納秒脈沖下聚合物的累積擊穿 71 3.1.1 累積擊穿的基本圖像 71 3.1.2 累積擊穿的基本特征 76 3.2 放電通道的引發 79 3.2.1 引言 79 3.2.2 低濃度域的直觀圖像 3.2.3 低濃度域的形成機制 81 3.3 放電通道的增長 84 3.3.1 引言 84 3.3.2 電樹枝生長的數學模型 85 3.3.3 模型的三種解 89 3.3.4 實驗驗證 93 3.3.5 電樹枝生長的物理本質 95 3.3.6 電樹枝生長模型的討論 98 3.4 累積擊穿中的熱效應 100 3.4.1 氣隙充放電模型 101 3.4.2 氣隙放電導致的放電通道增長 104 3.4.3 重頻脈沖下的放電通道增長 106 3.4.4 氣隙充放電模型的討論 109 3.5 長、短脈沖累積擊穿對比 109 3.5.1 長脈沖下的累積擊穿圖像 109 3.5.2 長、短脈沖下累積擊穿圖像的異同點 111 3.5.3 長脈沖下絕緣材料的累積擊穿機理 113 3.6 小結 參考文獻 116 第4章 納秒脈沖下絕緣結構的壽命 120 4.1 概述 120 4.1.1 壽命的定義和指標 120 4.1.2 可靠度公式 121 4.2 壽命公式 124 4.2.1 引言 124 4.2.2 理論壽命公式 125 4.2.3 壽命公式驗證 132 4.3 高可靠度壽命公式 135 4.4 多物理場壽命公式 136 4.4.1 平均電場對壽命的影響 136 4.4.2 機械應力對壽命的影響 138 4.4.3 外施電場和機械應力場下的多物理場壽命公式 140 4.4.4 應用舉例 141 4.5 壽命評估 143 4.6 壽命與尺寸效應之間的相互聯系 146 4.6.1 理論關聯 146 4.6.2 m參數的取值 147 4.6.3 m參數的影響因素 149 4.6.4 兩點討論 151 4.7 小結 參考文獻 152 第5章 納秒脈沖下固體絕緣結構的失效 155 5.1 概述 156 5.1.1 早期工作 156 5.1.2 實驗驗證 159 5.2 油-固界面的蟲孔效應 162 5.2.1 體擊穿閾值和沿面閃絡閾值變化趨勢 162 5.2.2 油-固界面的臨界脈寬 163 5.2.3 累積脈沖下的臨界脈寬 165 5.2.4 短脈沖下固體絕緣結構的失效 166 5.3 固體-真空界面的蟲孔效應 169 5.3.1 真空沿面閃絡閾值變化趨勢 169 5.3.2 真空界面蟲孔效應的發生條件 170 5.3.3 實例分析 172 5.4 固-氣界面的穿刺現象 173 5.4.1 穿刺現象發生的條件 173 5.4.2 實例分析 174 5.5 臨界脈寬對固體絕緣設計的意義 175 5.5.1 引言 175 5.5.2 臨界脈寬的物理機制 176 5.5.3 臨界脈寬的影響因素 178 5.5.4 固體絕緣設計的一般原則 183 5.6 小結 參考文獻 第6章 納秒脈沖固體電介質擊穿機理 188 6.1 局部放電和體擊穿 188 6.1.1 電子碰撞電離判據 188 6.1.2 局部放電和體擊穿的區別與聯系 190 6.2 改進的電子雪崩擊穿模型 191 6.2.1 引言 191 6.2.2 基本物理模型 193 6.2.3 擊穿閾值公式 194 6.2.4 分析比較 200 6.3 電子雪崩擊穿中的形成時延 203 6.3.1 引言 203 6.3.2 電擊穿與熱擊穿