沖電聲法(PEA)直流或交流場(chǎng)下的空間電荷測量系統

產(chǎn)品介紹///////////////////////////////////////////////////////////

電聲脈沖法是一種無(wú)損的空間電荷測量技術(shù)。它用于描述聚合物絕緣材料內部的空間電荷分布、積累及其整體行為?？臻g電荷觀(guān)測正在成為評估直流絕緣應用(尤其是高壓電纜)中的聚合物材料測試時(shí)，使用廣泛的技術(shù)。實(shí)際上，經(jīng)過(guò)充分的評估，空間電荷的存在是導致高壓直流聚合物電纜過(guò)早失效的主要原因，而且也是防止此類(lèi)電纜快速劣化的主要原因。而且，已經(jīng)表明可以通過(guò)空間電荷測量來(lái)診斷在使用應力下的絕緣劣化。但是，仍然缺少由空間電荷測量并且也與絕緣體的電氣性能有關(guān)產(chǎn)生大量數據，來(lái)幫助總結和解釋。

工作原理//////////////////////////////////////////////////////////

在絕緣材料樣品的電極之間施加周期性的高壓脈沖。這種脈沖的特點(diǎn)是上升時(shí)間很快，持續時(shí)間很短。絕緣材料的試樣也要經(jīng)受高壓直流電(等級取決于試樣的厚度和形狀)，這會(huì )導致絕緣材料層中的空間電荷積聚。每個(gè)脈沖產(chǎn)生的電場(chǎng)擾動(dòng)絕緣材料中的內部電荷。這些電荷在每一層都產(chǎn)生相應的聲壓波。壓電傳感器檢測聲波，利用傳感器信號獲得空間電荷分布。為了描述空間電荷分布及其時(shí)間特性，可以對施加每個(gè)高壓脈沖后檢測到的此類(lèi)信號進(jìn)行詳 細分析。 目前，絕大多數的電聲脈沖法(pulsed electro- acoustic method，PEA)空間電荷測量裝置均使用 β相的聚偏 氟乙烯(polyvinylidene ?uoride，PVDF)有機聚合物薄膜作為壓電傳感器。在溫度低于 90℃時(shí)，PVDF 才能保持其壓 電性能穩定。在 70℃~90℃范圍內，其壓電應變常數(d33)隨溫度升高反而減小。因此，現有的絕大多數空間電荷測量 只在 70℃以?xún)冗M(jìn)行。日本武藏工業(yè)大學(xué)Tatsuo Takada教授的課題組采用過(guò)鈮酸鋰(LiNbO3)壓電元件，開(kāi)發(fā)了適用于高溫(可高達150℃)時(shí) PEA 法空間電荷測量裝置。由于加工工藝和成本的限制，很難獲得厚度小于50μm的LiNbO3 壓電晶片。與 PVDF 等 有機聚合物傳感器相比，雖然無(wú)機晶體LiNbO3 適用溫度高，并且聲波透射系數大(以鋁板作為下電極時(shí))，但是壓電電壓常數小、性能綜合評價(jià)系數低、難加工成很薄的壓電晶片。華測儀器選擇新型耐高溫共聚物壓電傳感器、重新設計電極 系統，開(kāi)發(fā)了適用于高溫下(≤110℃)的PEA 法空間電荷測量系統，分析了溫度對壓電傳感器性能、聲信號的傳播特 性和穿過(guò)介質(zhì)特性的影響，得出了對放大器輸出的電壓信號和空間電荷密度值的影響因素，進(jìn)而校正了溫度對 PEA 測量系統的影響。利用建立的高溫 PEA 法空間電荷測量系統，測量了純環(huán)氧試樣在不同溫度下空間電荷產(chǎn)生、積聚及消散的特性。

脈

沖電聲法交直流場(chǎng)下的空間電荷測量系統

沖電聲法交直流場(chǎng)下的空間電荷測量系統