電氣絕緣測試技術(shù)之4介電譜測量

1、第4章 介電譜測量測量方法1、自動平衡電橋法2、不平衡電橋法3、相位比較法4、傅立葉變換法5、熱刺激電流法（TSC） 介電譜測量主要是測量材料的復(fù)介電常數(shù)隨頻率或溫度的變化情況。名詞解釋 介電譜-介電參數(shù)在很寬的頻率或 溫度范圍內(nèi)的變化規(guī)律?？蓮V義地理解 為材料對激勵(lì)信號的響應(yīng)。 (介電頻譜 -介電參數(shù)隨頻率的變化曲線; 介電溫譜 -介電參數(shù)隨溫度的變化曲線) 介電譜技術(shù) - -在寬廣的頻率或溫度范圍 內(nèi)測量非金屬材料的介電參數(shù)的各種 方法與技術(shù) 激勵(lì)信號-周期函數(shù)的正弦波, 階躍函數(shù)的脈沖波和白噪聲源。 相應(yīng)的三類介電譜技術(shù) - - 頻域介電譜技術(shù),時(shí)域介電譜技術(shù)和白噪聲相 關(guān)技術(shù)。 (頻域

2、介電譜技術(shù)-用正弦波激勵(lì)來測量復(fù)介電常數(shù)的實(shí)驗(yàn)技術(shù); 時(shí)域介電譜技術(shù)-以階躍電壓脈沖為激勵(lì)信號, 從其響應(yīng)來求取介電 參數(shù)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)-先測得某一量與時(shí)間的關(guān)系, 還需利用傅里葉變換把 時(shí)域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到頻域上去 ) 一、自動平衡變壓器電橋電壓比例臂變壓器電橋最適宜制成自動平衡電橋。如圖，平衡條件如下：UxCx=UcCNUxRN=URRx因此，改變標(biāo)準(zhǔn)電容CN和電阻RN或改變電壓UR和Uc,直到電橋平衡。程序：首先選擇標(biāo)準(zhǔn)元件進(jìn)行粗略平衡，然后改變UR、Uc直到電橋完全平衡。二、不平衡電橋法介電頻譜最基本的測量方法是在不同頻率下逐點(diǎn)測量，這種方法在頻率不低時(shí)一般精度都較高，但電橋在逐點(diǎn)平衡時(shí)都需要很

3、長時(shí)間，不平衡電橋法在開始測量時(shí)，先對帶有試樣的電橋在某一方面的頻率進(jìn)行平衡，然后改變電橋電源的頻率，根據(jù)記錄到的電橋在偏離平衡狀態(tài)時(shí)輸出電壓的實(shí)部和虛部，即可求得復(fù)電容率的實(shí)部和虛部分量。這種方法，不僅靈敏度高而且很快就可測出復(fù)電容率和頻率的關(guān)系曲線。不平衡電橋法設(shè)計(jì)原則當(dāng) 時(shí)：設(shè)則有在任一頻率與平衡頻率歸一化之差為當(dāng)則有當(dāng)相敏檢測儀將上式的實(shí)部和虛部檢測出，可得到介電譜。3、相位比較法式中： A試品電極面積； d試品厚度； 信號角頻率。相位比較法原理 4、傅立葉變換法階躍電壓與過渡電流如設(shè)介質(zhì)的幾何電容為1單位電容，則充電電荷為：相應(yīng)的充電電流為：兩邊取傅立葉變換有：C 0：試樣的在很高頻

4、率時(shí)幾何電容；G 0：穩(wěn)態(tài)直流電導(dǎo)；(t)材料的松弛函數(shù)。5、熱刺激電流法（TSC）介質(zhì)先在一定電場和溫度下發(fā)生極化，之后將試樣短路，可測得去極化電流Ig(t)I 0：t=0時(shí)的去極化初始電流值；：時(shí)間常數(shù)。根據(jù)電介質(zhì)物理的論述，當(dāng)Ig(t)已知時(shí)，可通過德拜方程，求得介電頻譜。以熱刺激電流IT測量為例：完全極化時(shí)完全不極化時(shí)則（QTTSC電荷）當(dāng)溫度恒速上升時(shí)將上面式子代入德拜方程有熱激電流的測量裝置測量熱激電流有各種不同的裝置，它的基本組成如下圖，直流穩(wěn)壓電源（0.1-10kv）用來使試樣在某一溫度下極化。程序控溫單元-根據(jù)不同的測試目的控制升溫、冷卻的速度或恒溫的時(shí)間。過程步驟：借助程序控溫元件加熱試樣至極化溫度，在此溫度下施加極化電壓并保持一定時(shí)間后，等速將其冷卻至一低溫，除去外加電壓，把靜電計(jì)和試樣接通，記錄短路電流。在很低的溫度下，與時(shí)間