應(yīng)用案例

　　實(shí)驗(yàn)名稱：乙丙橡膠的極化-去極化電流測(cè)量

　　研究方向：電磁學(xué)

　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：通過(guò)高壓施加在乙丙橡膠兩端，測(cè)量去極化的電流。

　　測(cè)試目的：研究乙丙橡膠去極化電流在不同溫度，濕度下的變化

　　測(cè)試設(shè)備：信號(hào)發(fā)生器，AigtekATA-2081電壓放大器，電流表，上位機(jī)，乙丙橡膠材料，保護(hù)電極。

　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

 

　　測(cè)量系統(tǒng)：由于在去極化過(guò)程中，流過(guò)乙丙橡膠絕緣的電流為容性，且此容性電流的數(shù)量級(jí)為pA級(jí)，所以想要準(zhǔn)確測(cè)量去極化電流，對(duì)測(cè)量設(shè)備具有較的要求。在本測(cè)量系統(tǒng)中，選擇KEITHLEY6517B作為電流表，其直流電流的測(cè)量范圍為10uA~21mA，完全可以達(dá)到測(cè)量要求。測(cè)量中選擇ATA-2081為高壓直流電源。此直流源具有低噪聲的優(yōu)點(diǎn)，可以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性。測(cè)量中選擇的電極為三電極結(jié)構(gòu)，其中高壓端和測(cè)量端用于極化去極化電流的測(cè)量保護(hù)電極則是為了防止沿面泄漏電流的產(chǎn)生，以免對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生干擾測(cè)量選用的直流電源極性為正極性，電壓值為400V，實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度選為30°，相對(duì)濕度為15%，測(cè)量過(guò)程中上位機(jī)通過(guò)串口將6517B實(shí)時(shí)采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)保存。

　　實(shí)驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)前，先將要進(jìn)行測(cè)量的試樣兩端短接，將試樣進(jìn)行完全放電，并對(duì)6517B進(jìn)行校準(zhǔn)。測(cè)量時(shí)，先將S閉合至S，對(duì)試樣充電；充電結(jié)束后的瞬間將s閉合至S2，對(duì)試樣放電并進(jìn)行去極化電流的測(cè)量。在測(cè)量過(guò)程中，上位機(jī)通過(guò)串口將6517B實(shí)時(shí)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，并在測(cè)量結(jié)束后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存通常情況下，極化電流和去極化電流的測(cè)量時(shí)間是相同的。因?yàn)闇y(cè)量的極化-去極化電流數(shù)值很小其測(cè)量結(jié)果很容易受到外界條件的干擾。因此在測(cè)量過(guò)程中，將試樣和電極置于干燥箱中，以屏蔽外部干擾；同時(shí)將測(cè)量溫度設(shè)置為固定值，保證濕度也在一定的范圍內(nèi)，減小外界環(huán)境條件的影響。 

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

                         

圖1：ETI在不同溫度下的極化電流                     圖2：TOI在不同溫度下的極化電流

 

　　圖3：SOI在不同溫度下的極化電流

　　圖1，圖2，圖3為測(cè)量電壓400V，測(cè)量溫度為30℃、50℃、70℃、90℃、110℃、不同絕緣故障類型的極化電流隨測(cè)量時(shí)間的變化。由測(cè)量結(jié)果可知，于同一絕緣故障而言，隨著測(cè)量溫度的升高，極化電流而逐漸增大。

　　圖4：SOI在不同溫度下的極化電流                                圖5：TOI在不同溫度下的極化電流

　　圖4，圖5為撤去外施電壓后，測(cè)量溫度分別為300、50℃、70C、90℃和110℃時(shí)，兩種不同油污試樣的去極化電流隨測(cè)量時(shí)間的變化。由測(cè)量結(jié)果可知，對(duì)于同一絕緣故障而言，去極化電流隨著測(cè)量溫度的升高而逐漸增大，經(jīng)過(guò)相同的衰減時(shí)間后，去極化電流穩(wěn)定值趨于相同。而且隨著測(cè)量溫度的升高去及化電流的衰減速度逐漸增大。

　　由理檢分析可知，極化-去極化電流的測(cè)量是兩個(gè)相互聯(lián)系的過(guò)程，去極化電流初始狀態(tài)與極化電流穩(wěn)定狀態(tài)有關(guān)，而且ip(t)可以反映被測(cè)絕緣體的絕緣電阻狀況。因此溫度對(duì)極化電流的影響原理與溫度對(duì)絕緣電阻的影響原理相同。即隨著溫度的升高，介質(zhì)中的極性粒子運(yùn)動(dòng)速度加快。

　　ATA-2081功率放大器參數(shù)指標(biāo)：

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　　本文實(shí)驗(yàn)案例參考自知網(wǎng)論文《乙丙橡膠的極化-去極化電流測(cè)量》

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