电-机械击穿是一种严重的绝缘失效现象，它会破坏电气设备的完整性和可靠性。了解电-机械击穿至关重要，因为它可以帮助我们防止此类故障并确保电气系统的安全运行。

电-机械击穿的本质

电-机械击穿是一种由电气应力和机械应力相互作用引起的绝缘失效过程。当这两类应力共同作用时，它们会削弱绝缘材料的结构，导致击穿并产生导电路径。

电气应力的影响

电气应力是指施加在绝缘材料上的电场强度。当电场强度超过材料的电气强度（即击穿场强）时，就会发生电气击穿。强电场会导致绝缘材料中的电荷载流子运动和碰撞，产生局部加热和电晕放电。这些过程会损害绝缘材料的结构并降低其耐电强度。

机械应力的影响

机械应力是指施加在绝缘材料上的物理力，例如张力、压缩、弯曲或振动。机械应力会改变绝缘材料的几何形状，从而改变其电气特性。如果机械应力过大，它会产生裂纹、空洞或其他缺陷，降低材料的电气强度。

电-机械相互作用

电气应力和机械应力之间的相互作用会加剧绝缘失效。电气应力会产生电荷累积，从而产生局部机械应力。反过来，机械应力会改变电场分布，导致电气应力集中在缺陷或薄弱点处。

影响电-机械击穿的因素

影响电-机械击穿的因素包括：

绝缘材料：绝缘材料的电气强度、机械强度和温度稳定性。

电场分布：电场的不均匀性会产生应力集中点。

机械负荷：张力、压缩、弯曲或振动等机械应力的类型和幅度。

温度：温度会影响材料的电气和机械特性。

湿度：水分会降低绝缘材料的电阻，从而增加电气应力。

时间：应力持续的时间会影响材料的耐久性。

电-机械击穿的预防

预防电-机械击穿至关重要，可以采取以下措施：

选择合适的绝缘材料：具有高电气强度、高机械强度和良好温度稳定性的材料。

优化电场分布：使用屏蔽、接地和均匀电极设计来减少应力集中点。

限制机械负荷：仔细分析和控制设备和组件上的机械应力。

控制温度：通过适当的冷却或通风系统保持低温。

防止水分渗透：使用密封剂、涂层和干燥剂来防止水分侵入。

定期检查和维护：目视检查、电气测试和绝缘阻抗测量有助于检测潜在的击穿风险。

电-机械击穿的后果

电-机械击穿的后果可能很严重，包括：

电弧故障：击穿会产生电弧，导致严重的财产损失和人员伤亡。

设备损坏：击穿会损坏电气设备，导致停机、生产损失和昂贵的维修。

安全隐患：击穿会产生电火花和电磁脉冲，对人员和设备构成安全隐患。

可靠性下降：击穿会降低系统的可靠性和可用性。

电-机械击穿是一种严重的绝缘失效现象，了解其本质、影响因素和预防措施对于确保电气系统的安全运行至关重要。通过仔细设计、注重材料选择和定期维护，我们可以防止电-机械击穿并保证电气基础设施的可靠性。