PEA空間(jian)電(dian)荷測量儀(yi)

PEA空(kong)間(jian)電(dian)荷測量儀(yi)

PEA空(kong)間(jian)電(dian)荷測量儀(yi)產品介(jie)紹

 電(dian)聲(sheng)脈沖法是壹種(zhong)無(wu)損(sun)的空(kong)間(jian)電(dian)荷測量技(ji)術(shu)。它用於描述聚(ju)合(he)物(wu)絕緣材料(liao)內(nei)部(bu)的空(kong)間(jian)電(dian)荷分布、積(ji)累及其整(zheng)體(ti)行(xing)為(wei)。空(kong)間(jian)電(dian)荷觀(guan)測(ce)正(zheng)在成為(wei)評(ping)估直(zhi)流絕緣(yuan)應(ying)用(尤(you)其是高(gao)壓(ya)電(dian)纜)中(zhong)的聚(ju)合(he)物(wu)材料測試時，使(shi)用廣泛的技(ji)術(shu)。實際(ji)上，經過充(chong)分的評(ping)估，空(kong)間(jian)電(dian)荷的存(cun)在是導致(zhi)高(gao)壓(ya)直(zhi)流聚(ju)合(he)物(wu)電纜過早失效(xiao)的主要原因，而(er)且(qie)也(ye)是防止(zhi)此類(lei)電纜快(kuai)速(su)劣化的主要原因。而(er)且(qie)，已(yi)經表(biao)明(ming)可(ke)以(yi)通(tong)過空(kong)間(jian)電(dian)荷測量來(lai)診(zhen)斷(duan)在使(shi)用應(ying)力下(xia)的絕(jue)緣(yuan)劣化(hua)。但是，仍然缺(que)少由(you)空(kong)間(jian)電(dian)荷測量並且(qie)也(ye)與(yu)絕緣體(ti)的電(dian)氣性能有(you)關產生大(da)量(liang)數(shu)據(ju)，來(lai)幫助總結(jie)和解釋。

工(gong)作(zuo)原理(li)

 在絕(jue)緣材料(liao)樣品的電(dian)極(ji)之間(jian)施加周期性(xing)的高(gao)壓(ya)脈沖。這種(zhong)脈沖的特點(dian)是上升(sheng)時(shi)間(jian)很(hen)快(kuai)，持續(xu)時間(jian)很(hen)短。絕(jue)緣(yuan)材(cai)料的試樣也(ye)要(yao)經受(shou)高(gao)壓(ya)直(zhi)流電(等(deng)級(ji)取(qu)決於(yu)試樣的厚度和形狀)，這(zhe)會導致(zhi)絕緣(yuan)材(cai)料(liao)層(ceng)中的空(kong)間(jian)電(dian)荷積(ji)聚(ju)。

 每(mei)個(ge)脈沖產生的電(dian)場(chang)擾動(dong)絕(jue)緣材(cai)料中的內(nei)部(bu)電荷。這些(xie)電荷在每(mei)壹層(ceng)都(dou)產生相應(ying)的聲(sheng)壓(ya)波(bo)。壓(ya)電(dian)傳感(gan)器(qi)檢測(ce)聲波，利(li)用傳感(gan)器(qi)信號獲得(de)空間(jian)電(dian)荷分布。為(wei)了(le)描述空間(jian)電(dian)荷分布及其時(shi)間(jian)特性(xing)，可(ke)以對(dui)施加每(mei)個(ge)高(gao)壓(ya)脈沖後檢(jian)測(ce)到(dao)的此類(lei)信號進行詳(xiang)細分析。

 目(mu)前(qian)，絕大(da)多數(shu)的電(dian)聲(sheng)脈沖法(pulsed electro- acoustic method，PEA)空(kong)間(jian)電(dian)荷測量裝(zhuang)置均使(shi)用 β相的聚(ju)偏 氟(fu)乙烯(xi)(polyvinylidene fluoride，PVDF)有(you)機(ji)聚(ju)合(he)物(wu)薄膜作(zuo)為壓(ya)電(dian)傳感(gan)器(qi)。在溫度(du)低(di)於 90℃時(shi)，PVDF 才(cai)能保持(chi)其壓(ya) 電(dian)性(xing)能穩(wen)定(ding)。在 70℃~90℃範圍內，其壓(ya)電(dian)應(ying)變(bian)常(chang)數(shu)(d33)隨(sui)溫度(du)升(sheng)高(gao)反而(er)減(jian)小。因此，現有(you)的絕(jue)大(da)多數(shu)空(kong)間(jian)電(dian)荷測量只(zhi)在 70℃以(yi)內(nei)進(jin)行(xing)。日(ri)本武(wu)藏工業(ye)大學(xue)Tatsuo Takada教(jiao)授(shou)的課題組(zu)采用過鈮酸鋰(LiNbO3)壓(ya)電(dian)元件，開發(fa)了(le)適(shi)用於高(gao)溫(可(ke)高(gao)達(da)150℃)時(shi) PEA 法空(kong)間(jian)電(dian)荷測量裝(zhuang)置。由(you)於(yu)加(jia)工(gong)工藝和成本(ben)的限(xian)制(zhi)，很(hen)難(nan)獲得(de)厚度小於50μm的LiNbO3 壓(ya)電(dian)晶(jing)片(pian)。與 PVDF 等(deng) 有(you)機(ji)聚(ju)合(he)物(wu)傳感(gan)器(qi)相比(bi)，雖(sui)然無(wu)機(ji)晶(jing)體(ti)LiNbO3 適(shi)用溫度(du)高(gao)，並且(qie)聲(sheng)波(bo)透(tou)射(she)系數(shu)大(da)(以(yi)鋁(lv)板(ban)作(zuo)為下(xia)電(dian)極(ji)時(shi))，但(dan)是壓(ya)電(dian)電壓(ya)常(chang)數(shu)小、性能綜(zong)合(he)評(ping)價(jia)系數(shu)低(di)、難(nan)加工成很(hen)薄(bo)的壓(ya)電(dian)晶(jing)片(pian)。華測儀(yi)器(qi)選擇(ze)新型耐高(gao)溫共聚(ju)物壓(ya)電(dian)傳感(gan)器(qi)、重新設(she)計電極 系統，開發(fa)了(le)適(shi)用於高(gao)溫下(xia)(≤110℃)的PEA 法空(kong)間(jian)電(dian)荷測量系統，分析了溫度(du)對(dui)壓(ya)電(dian)傳感(gan)器(qi)性能、聲(sheng)信號的傳播特 性(xing)和穿過(guo)介(jie)質特性(xing)的影(ying)響(xiang)，得(de)出(chu)了對(dui)放大器(qi)輸出(chu)的電(dian)壓(ya)信(xin)號和空間(jian)電(dian)荷密度值的影(ying)響(xiang)因素，進而(er)校正(zheng)了(le)溫度(du)對(dui) PEA 測(ce)量(liang)系統的影(ying)響(xiang)。利用建立(li)的高(gao)溫 PEA 法空(kong)間(jian)電(dian)荷測量系統，測量了(le)純環(huan)氧試樣在不同(tong)溫度(du)下(xia)空(kong)間(jian)電(dian)荷產生、積(ji)聚(ju)及消散(san)的特性(xing)。

脈

PEA空(kong)間(jian)電(dian)荷測試系統