PEA空間電荷測量儀

PEA空間電荷測量儀產(chǎn)品介紹

  電聲脈沖法是一種無損的空間電荷測量技術(shù),。它用于描述聚合物絕緣材料內(nèi)部的空間電荷分布、積累及其整體行為,?？臻g電荷觀測正在成為評估直流絕緣應(yīng)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)過充分的評估，空間電荷的存在是導(dǎo)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(jīng)表明可以通過空間電荷測量來診斷在使用應(yīng)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(shù)據(jù)，來幫助總結(jié)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(xù)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),，這會導(dǎo)致絕緣材料層中的空間電荷積聚。

  每個(gè)脈沖產(chǎn)生的電場擾動(dòng)絕緣材料中的內(nèi)部電荷,。這些電荷在每一層都產(chǎn)生相應(yīng)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信號進(jìn)行詳細(xì)分析。

  目前,，絕大多數(shù)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(jī)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(wěn)定。在 70℃~90℃范圍內(nèi),，其壓電應(yīng)變常數(shù)(d33)隨溫度升高反而減小,。因此，現(xiàn)有的絕大多數(shù)空間電荷測量只在 70℃以內(nèi)進(jìn)行,。日本武藏工業(yè)大學(xué)Tatsuo Takada教授的課題組采用過鈮酸鋰(LiNbO3)壓電元件,，開發(fā)了適用于高溫(可高達(dá)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(jī)聚合物傳感器相比，雖然無機(jī)晶體LiNbO3 適用溫度高,，并且聲波透射系數(shù)大(以鋁板作為下電極時(shí)),，但是壓電電壓常數(shù)小、性能綜合評價(jià)系數(shù)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(shè)計(jì)電極 系統(tǒng),，開發(fā)了適用于高溫下(≤110℃)的PEA 法空間電荷測量系統(tǒng),，分析了溫度對壓電傳感器性能、聲信號的傳播特 性和穿過介質(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(tǒng)的影響。利用建立的高溫 PEA 法空間電荷測量系統(tǒng),，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

PEA空間電荷測試系統(tǒng)