實(shí)驗(yàn)名稱：表面電位衰減理論與測(cè)試系統(tǒng)

測(cè)試目的：表面電位衰減是通過(guò)電暈放電給絕緣材料表面進(jìn)行充電，充電過(guò)程中電暈中的電荷會(huì)進(jìn)入材料內(nèi)部。基于陷阱理論，這些空間電荷會(huì)被材料內(nèi)部的陷阱所捕獲形成表面電位。材料另一面與地電極相連，在撤去外加電壓后電荷逐漸脫陷從而形成電位衰減過(guò)程。電位的衰減主要是由于充電過(guò)程中的入陷電荷通過(guò)電荷輸運(yùn)流入地電極形成的。

測(cè)試設(shè)備：高壓放大器、高壓直流電源、信號(hào)發(fā)生器、高壓探頭、高速高壓靜電電壓表和計(jì)算機(jī)等。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

圖1：表面電位衰減測(cè)試系統(tǒng)

基于以上理論搭建了表面電位衰減測(cè)試系統(tǒng)，如圖1所示。從圖中可知，該測(cè)試系統(tǒng)主要由加壓模塊、測(cè)量模塊、溫控模塊、傳動(dòng)模塊和采集模塊等組成。加壓模塊包括高壓直流電源、高壓放大器、信號(hào)發(fā)生器；電極模塊包括與高壓放大器相連的針電極、與高壓直流電源相連的均壓網(wǎng)（柵極）和試樣另一面相連的地電極；傳動(dòng)模塊主要是由與地電極相連的傳送軌道和控制系統(tǒng)組成，可以勻速地將試樣送至高壓探頭下。溫控模塊主要是由與地電極相連的加熱帶和溫控系統(tǒng)組成，以保證被測(cè)材料在不同恒溫下進(jìn)行測(cè)量。采集模塊主要包括高壓探頭、高速高壓靜電電壓表、DAQ和計(jì)算機(jī)。

測(cè)試過(guò)程如下：將試樣放置在地電極上，保持均壓網(wǎng)到試樣表面以及均壓網(wǎng)到針電極的距離均為5mm。調(diào)整所需要的測(cè)量溫度，等溫度穩(wěn)定后開(kāi)始加壓，對(duì)針電極施加直流電壓為-8kV，均壓網(wǎng)上的電壓為-4kV。均壓網(wǎng)的作用是使電暈產(chǎn)生的電場(chǎng)均勻地作用在試樣的表面，且作為電壓衰減的鉗位電壓。電暈充電時(shí)間為3min。充電結(jié)束后通過(guò)傳送軌道將試樣迅速勻速移動(dòng)到探頭下，表面電位數(shù)值通過(guò)高速高壓靜電電壓表顯示，最后通過(guò)DAQ和計(jì)算機(jī)的LabVIEW程序進(jìn)行采集，采集時(shí)間為40min。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的濕度控制在30%以下。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

搭建實(shí)驗(yàn)裝置，介紹了表面電位衰減理論并搭建了不同溫度表面電位衰減測(cè)量裝置以及實(shí)驗(yàn)條件。

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審核編輯 黃宇