華(hua)測新型(xing)電(dian)纜絕(jue)緣空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)測量系(xi)統

沖電聲法(PEA)直流或(huo)交(jiao)流場下的空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)測量系(xi)統

產(chan)品(pin)介紹(shao)

電聲脈沖法是(shi)壹(yi)種無(wu)損(sun)的空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)測量技(ji)術。它用(yong)於(yu)描述聚合(he)物(wu)絕(jue)緣材(cai)料(liao)內部(bu)的空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)分布、積(ji)累及其整體(ti)行(xing)為。空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)觀(guan)測正(zheng)在(zai)成為(wei)評估直流絕(jue)緣應用(yong)(尤其是高(gao)壓電纜)中的聚合(he)物(wu)材料(liao)測試時(shi)，使(shi)用(yong)廣泛(fan)的技術。實際上(shang)，經過充(chong)分的評估，空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)的存在(zai)是導致(zhi)高壓直流聚合(he)物(wu)電纜過早(zao)失(shi)效(xiao)的主要原因(yin)，而且(qie)也是(shi)防(fang)止(zhi)此(ci)類(lei)電纜快(kuai)速劣(lie)化的主要原因(yin)。而且(qie)，已(yi)經(jing)表(biao)明(ming)可(ke)以通(tong)過空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)測量來(lai)診(zhen)斷(duan)在(zai)使(shi)用(yong)應力(li)下的絕(jue)緣劣(lie)化。但是，仍(reng)然缺少由空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)測量並(bing)且(qie)也與(yu)絕(jue)緣體(ti)的電氣性(xing)能有(you)關產(chan)生(sheng)大量數(shu)據，來(lai)幫(bang)助(zhu)總(zong)結(jie)和(he)解(jie)釋。

工作原理

在(zai)絕(jue)緣材(cai)料(liao)樣(yang)品(pin)的電極之間施(shi)加周(zhou)期(qi)性(xing)的高壓脈沖。這種脈(mai)沖的特(te)點(dian)是上(shang)升時(shi)間(jian)很(hen)快(kuai)，持(chi)續時(shi)間(jian)很(hen)短。絕(jue)緣材(cai)料(liao)的試樣也要(yao)經(jing)受(shou)高(gao)壓直流電(等級取(qu)決(jue)於(yu)試(shi)樣(yang)的厚(hou)度和(he)形(xing)狀(zhuang))，這會導致(zhi)絕(jue)緣材(cai)料(liao)層中(zhong)的空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)積(ji)聚。每個(ge)脈沖產(chan)生(sheng)的電場擾動(dong)絕(jue)緣材(cai)料(liao)中(zhong)的內部(bu)電荷(he)。這(zhe)些電(dian)荷(he)在(zai)每壹(yi)層都(dou)產(chan)生(sheng)相(xiang)應的聲壓波。壓電傳(chuan)感器檢(jian)測聲波，利用(yong)傳(chuan)感器信號(hao)獲得空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)分布。為(wei)了描(miao)述(shu)空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)分布及其時(shi)間(jian)特(te)性(xing)，可以對(dui)施(shi)加每(mei)個(ge)高(gao)壓脈沖後(hou)檢(jian)測到的此類信號(hao)進(jin)行(xing)詳細(xi)分析(xi)。目前(qian)，絕(jue)大多(duo)數(shu)的電聲脈沖法(pulsed electro- acoustic method，PEA)空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)測量裝置均(jun)使(shi)用(yong) β相的聚偏氟(fu)乙烯(polyvinylidene fluoride，PVDF)有(you)機聚合(he)物(wu)薄(bo)膜(mo)作為(wei)壓電傳(chuan)感器。在(zai)溫度低於(yu) 90℃時(shi)，PVDF 才能保持(chi)其壓電性(xing)能穩(wen)定。在(zai) 70℃~90℃範圍內，其壓電應變(bian)常數(shu)(d33)隨(sui)溫(wen)度升高反(fan)而(er)減(jian)小。因(yin)此，現(xian)有(you)的絕(jue)大多(duo)數(shu)空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)測量 只在(zai)70℃以內進行(xing)。日(ri)本(ben)武(wu)藏工(gong)業(ye)大學Tatsuo Takada教授(shou)的課題組(zu)采(cai)用(yong)過鈮酸鋰(li)(LiNbO3)壓電元(yuan)件(jian)，開(kai)發了(le)適用(yong)於(yu)高溫(可高達150℃)時(shi) PEA 法空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)測量裝置。由(you)於(yu)加工(gong)工(gong)藝和(he)成(cheng)本(ben)的限制，很(hen)難獲得厚(hou)度小(xiao)於50μm的LiNbO3 壓電晶片。與(yu) PVDF 等 有(you)機聚合(he)物(wu)傳(chuan)感器相比(bi)，雖然無機(ji)晶體(ti)LiNbO3 適用(yong)溫(wen)度高(gao)，並(bing)且(qie)聲波透射系數(shu)大(以鋁板作(zuo)為(wei)下電(dian)極時(shi))，但是壓電電(dian)壓常數(shu)小、性(xing)能綜合(he)評價(jia)系(xi)數(shu)低、難(nan)加工(gong)成(cheng)很(hen)薄(bo)的壓電晶片。華(hua)測儀(yi)器選(xuan)擇(ze)新型(xing)耐(nai)高溫(wen)共聚物壓電傳(chuan)感器、重新設(she)計電極 系統，開(kai)發了(le)適用(yong)於(yu)高溫下(≤110℃)的PEA 法空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)測量系(xi)統，分析(xi)了溫(wen)度對(dui)壓電傳(chuan)感器性(xing)能、聲信號(hao)的傳(chuan)播(bo)特(te) 性(xing)和(he)穿(chuan)過介質(zhi)特(te)性(xing)的影響(xiang)，得出了對(dui)放(fang)大器輸(shu)出(chu)的電壓信號(hao)和(he)空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)密(mi)度值(zhi)的影響(xiang)因(yin)素，進而校(xiao)正(zheng)了(le)溫(wen)度對(dui) PEA 測量系(xi)統的影響(xiang)。利用(yong)建立(li)的高溫 PEA 法空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)測量系(xi)統，測量了(le)純環(huan)氧(yang)試樣(yang)在(zai)不(bu)同(tong)溫度下空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)產(chan)生(sheng)、積(ji)聚及消散的特(te)性(xing)。

脈

華(hua)測新型(xing)電(dian)纜絕(jue)緣空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)測量系(xi)統

華(hua)測新型(xing)電(dian)纜絕(jue)緣空(kong)間(jian)電(dian)荷(he)測量系(xi)統