應(yīng)用案例

　　實驗名稱：乙丙橡膠的極化-去極化電流測量

　　研究方向：電磁學

　　實驗內(nèi)容：通過高壓施加在乙丙橡膠兩端，測量去極化的電流。

　　測試目的：研究乙丙橡膠去極化電流在不同溫度，濕度下的變化

　　測試設(shè)備：信號發(fā)生器，AigtekATA-2081電壓放大器，電流表，上位機，乙丙橡膠材料，保護電極。

　　實驗過程：

 

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

　　實驗方法：實驗前，先將要進行測量的試樣兩端短接，將試樣進行完全放電，并對6517B進行校準。測量時，先將S閉合至S，對試樣充電；充電結(jié)束后的瞬間將s閉合至S2，對試樣放電并進行去極化電流的測量。在測量過程中，上位機通過串口將6517B實時采集到的數(shù)據(jù)進行顯示，并在測量結(jié)束后對數(shù)據(jù)進行保存通常情況下，極化電流和去極化電流的測量時間是相同的。因為測量的極化-去極化電流數(shù)值很小其測量結(jié)果很容易受到外界條件的干擾。因此在測量過程中，將試樣和電極置于干燥箱中，以屏蔽外部干擾；同時將測量溫度設(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。 

　　實驗結(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為測量電壓400V，測量溫度為30℃、50℃、70℃、90℃、110℃、不同絕緣故障類型的極化電流隨測量時間的變化。由測量結(jié)果可知，于同一絕緣故障而言，隨著測量溫度的升高，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，測量溫度分別為300、50℃、70C、90℃和110℃時，兩種不同油污試樣的去極化電流隨測量時間的變化。由測量結(jié)果可知，對于同一絕緣故障而言，去極化電流隨著測量溫度的升高而逐漸增大，經(jīng)過相同的衰減時間后，去極化電流穩(wěn)定值趨于相同。而且隨著測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-去極化電流的測量是兩個相互聯(lián)系的過程，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)可以反映被測絕緣體的絕緣電阻狀況。因此溫度對極化電流的影響原理與溫度對絕緣電阻的影響原理相同。即隨著溫度的升高，介質(zhì)中的極性粒子運動速度加快。

　　ATA-2081功率放大器參數(shù)指標：

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　　本文實驗案例參考自知網(wǎng)論文《乙丙橡膠的極化-去極化電流測量》

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