從微觀角度分析絕緣材料老化和擊穿原因--空間電荷測量裝置

從(cong) 微觀角度分析絕緣材料老化和擊穿原因--空間電荷測量裝置

              使用聲學技術的空間電荷測量已成為(wei) 研究固體(ti) 材料介電性能的常用方法。脈衝(chong) 電聲（PEA）方法已用於(yu) 各種工業(ye) 應用。例如用於(yu) 離子導電材料的，高壓絕緣材料，材料的內(nei) 部電荷、電場和電勢分布的研究和分析，可以實時檢測電荷分布並將其轉換為(wei) 空間電荷分布，用於(yu) 絕緣體(ti) ，靜電樹脂，有機光電導體(ti) ，離子遷移等。典型的PEA係統可以以毫秒級的重複速率測量樣品厚度方向上的空間電荷分布。從(cong) 微觀角度分析絕緣材料老化和擊穿原因—研製了一套基於(yu) 電聲脈衝(chong) 法（PEA）直接測量聚合物中空間電荷分布的試驗裝置。

        電聲脈衝(chong) 法是一種無損的空間電荷測量技術。它用於(yu) 描述聚合物絕緣材料內(nei) 部的空間電荷分布、積累及其整體(ti) 行為(wei) 。空間電荷觀測正在成為(wei) 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，使用廣泛的技術。實際上，經過充分的評估，空間電荷的存在是導致高壓直流聚合物電纜過早失效的主要原因，而且也是防止此類電纜快速劣化的主要原因。而且，已經表明可以通過空間電荷測量來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並且也與(yu) 絕緣體(ti) 的電氣性能有關(guan) 產(chan) 生大量數據，來幫助總結和解釋。

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衝(chong) 。這種脈衝(chong) 的特點是上升時間很快，持續時間很短。絕緣材料的試樣也要經受高壓直流電(等級取決(jue) 於(yu) 試樣的厚度和形狀)，這會(hui) 導致絕緣材料層中的空間電荷積聚。每個(ge) 脈衝(chong) 產(chan) 生的電場擾動絕緣材料中的內(nei) 部電荷。這些電荷在每一層都產(chan) 生相應的聲壓波。壓電傳(chuan) 感器檢測聲波，利用傳(chuan) 感器信號獲得空間電荷分布。為(wei) 了描述空間電荷分布及其時間特性，可以對施加每個(ge) 高壓脈衝(chong) 後檢測到的此類信號進行詳細分析。目前，絕大多數的電聲脈衝(chong) 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 fluoride，PVDF)有機聚合物薄膜作為(wei) 壓電傳(chuan) 感器。在溫度低於(yu) 90℃時，PVDF才能保持其壓電性能穩定。在70℃~90℃範圍內(nei) ，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隻在70℃以內(nei) 進行。

       足球竞彩国际米兰结果選擇新型耐高溫共聚物壓電傳(chuan) 感器、重新設計電極係統，開發了適用於(yu) 高溫下(≤110℃)的PEA法空間電荷測量係統，分析了溫度對壓電傳(chuan) 感器性能、聲信號的傳(chuan) 播特性和穿過介質特性的影響，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，進而校正了溫度對PEA測量係統的影響。利用建立的高溫PEA法空間電荷測量係統，測量了純環氧試樣在不同溫度下空間電荷產(chan) 生、積聚及消散的特性。