描(miao)述：PEA-101A+型(xing)絕緣材料(liao)空(kong)間電荷激發(fa)及測(ce)試系統

PEA-101A+型(xing)絕緣材料(liao)空(kong)間電荷激發(fa)及測(ce)試系統

關(guan)鍵(jian)詞：空(kong)間電荷，直流，交流，脈沖(chong)源，示波器

產(chan)品介(jie)紹(shao)

    電聲(sheng)脈沖(chong)法是壹種無損的空(kong)間電荷測量(liang)技(ji)術。它用於描(miao)述聚(ju)合(he)物絕緣材料(liao)內部的空(kong)間電荷分(fen)布、積累(lei)及其整(zheng)體(ti)行為(wei)。空(kong)間電荷觀測正(zheng)在(zai)成為評(ping)估直流絕緣應(ying)用(尤(you)其是(shi)高壓(ya)電纜)中的聚(ju)合(he)物材料(liao)測試時(shi)，使用廣(guang)泛的技(ji)術。實(shi)際上(shang)，經過充分(fen)的評(ping)估，空(kong)間電荷的存(cun)在是(shi)導(dao)致高壓直流聚合(he)物電纜過早(zao)失(shi)效(xiao)的主(zhu)要原(yuan)因，而且(qie)也是(shi)防(fang)止(zhi)此(ci)類(lei)電纜快速劣化的主(zhu)要原(yuan)因。而且(qie)，已經表(biao)明可以通過空(kong)間電荷測量(liang)來(lai)診斷在使用應(ying)力(li)下的絕緣劣化。但(dan)是(shi)，仍然(ran)缺(que)少由空(kong)間電荷測量(liang)並(bing)且(qie)也與(yu)絕緣體(ti)的電氣性能有關(guan)產(chan)生大量(liang)數(shu)據，來(lai)幫(bang)助(zhu)總結和解釋。

工(gong)作原(yuan)理(li)

在(zai)絕緣材料(liao)樣品(pin)的電極之(zhi)間施加(jia)周(zhou)期性的高(gao)壓脈沖(chong)。這種脈沖(chong)的特(te)點(dian)是上(shang)升(sheng)時(shi)間很(hen)快，持(chi)續時(shi)間很(hen)短(duan)。絕緣材料(liao)的試樣(yang)也(ye)要(yao)經受高(gao)壓(ya)直流電(等(deng)級取決(jue)於試樣(yang)的厚(hou)度(du)和形狀(zhuang))，這會導致絕緣材料(liao)層中的空(kong)間電荷積聚。每個脈沖(chong)產生的電場擾動(dong)絕緣材料(liao)中的內(nei)部電荷。這些電荷在每壹層都產生(sheng)相應的聲(sheng)壓(ya)波。壓電傳感(gan)器檢(jian)測聲(sheng)波，利用傳感(gan)器信(xin)號獲(huo)得(de)空(kong)間電荷分(fen)布。為了(le)描(miao)述空(kong)間電荷分(fen)布及其時(shi)間特(te)性，可以對施加(jia)每個高(gao)壓(ya)脈沖(chong)後檢(jian)測(ce)到的此(ci)類(lei)信號進行詳(xiang)細(xi)分(fen)析。 目前，絕大多數(shu)的電聲(sheng)脈沖(chong)法(pulsed electro- acoustic method，PEA)空(kong)間電荷測量(liang)裝(zhuang)置(zhi)均使用 β相的聚(ju)偏(pian) 氟(fu)乙烯(xi)(polyvinylidene fluoride，PVDF)有機(ji)聚(ju)合(he)物薄膜(mo)作為(wei)壓電傳感(gan)器。在(zai)溫度(du)低於 90℃時(shi)，PVDF 才能保(bao)持(chi)其壓(ya) 電性能穩(wen)定。在(zai) 70℃~90℃範(fan)圍內，其壓(ya)電應變(bian)常數(shu)(d33)隨(sui)溫度(du)升(sheng)高(gao)反而減小。因此(ci)，現(xian)有的絕大多數(shu)空(kong)間電荷測量(liang) 只(zhi)在 70℃以(yi)內進行。日(ri)本(ben)武(wu)藏(zang)工(gong)業大學Tatsuo Takada教授(shou)的課(ke)題組(zu)采(cai)用過鈮(ni)酸鋰(LiNbO3)壓(ya)電元件(jian)，開(kai)發(fa)了(le)適(shi)用於高(gao)溫(wen)(可高達(da)150℃)時(shi) PEA 法(fa)空(kong)間電荷測量(liang)裝(zhuang)置(zhi)。由於加(jia)工(gong)工(gong)藝和成(cheng)本(ben)的限制(zhi)，很(hen)難獲(huo)得(de)厚(hou)度(du)小於50μm的LiNbO3 壓(ya)電晶片(pian)。與PVDF等(deng)有機(ji)聚(ju)合(he)物傳感(gan)器相比(bi)，雖然無機晶(jing)體(ti)LiNbO3 適(shi)用溫(wen)度(du)高，並(bing)且(qie)聲(sheng)波透射系數(shu)大(以(yi)鋁板(ban)作為(wei)下電極時(shi))，但(dan)是(shi)壓(ya)電電壓常(chang)數(shu)小、性能綜合(he)評(ping)價系數(shu)低、難加工成(cheng)很(hen)薄的壓(ya)電晶片(pian)。選擇新(xin)型(xing)耐(nai)高溫(wen)共(gong)聚物壓(ya)電傳感(gan)器、重(zhong)新(xin)設(she)計(ji)電極，開(kai)發(fa)了(le)適(shi)用於高(gao)溫(wen)下(xia)(≤110℃)的PEA 法(fa)空(kong)間電荷測量(liang)系統，分(fen)析了(le)溫度(du)對壓(ya)電傳感(gan)器性能、聲(sheng)信(xin)號的傳播(bo)特(te) 性和穿(chuan)過介(jie)質(zhi)特(te)性的影(ying)響(xiang)，得(de)出(chu)了(le)對放(fang)大器輸(shu)出(chu)的電壓信(xin)號和(he)空(kong)間電荷密度(du)值(zhi)的影(ying)響(xiang)因素(su)，進而(er)校正(zheng)了(le)溫度(du)對 PEA 測(ce)量(liang)系統的影(ying)響(xiang)。利(li)用建(jian)立(li)的高(gao)溫PEA法(fa)空(kong)間電荷測量(liang)系統，測(ce)量(liang)了(le)純(chun)環(huan)氧試樣(yang)在(zai)不(bu)同溫度(du)下空(kong)間電荷產生、積聚及(ji)消散的特(te)性。

主(zhu)要技(ji)術參數(shu)：