Dissado-Hill模型在电介质介电响应分析中的应用

电介质介电响应中所蕴含的信息可以被用于探究电介质的内部微观结构以及电荷的运动特性。Debye模型描述的是没有相互作用的偶极子在黏性介质中发生的极化现象,这很难出现在实际的固体电介质中。基于Debye模型的经验修正模型如Cole-Cole模型、Davidson-Cole模型以及Havriliak-Negami模型中的参数没有实际的物理意义,使用经验模型分析介电响应测量结果无法获得电介质内部微观结构和电荷运行特性。由Dissado L A与Hill R M提出的具有明确物理意义、涉及微观粒子之间的相互作用的Dissado-Hill介电响应模型是一个更反映介电响应物理实质的理论模型。该文详细阐述了Dissado-Hill介电响应模型的物理意义及该模型中"簇"的概念;Dissado-Hill模型包含2个子模型:一个是用来描述偶极子主导的弛豫峰型介电响应过程的Dissado-Hill loss peak模型;一个是用来描述载流子主导的低频弥散现象的Dissado-Hill QDC模型。文中讨论了低频弥散介电响应现象与电导现象之间的异同及区分方法。结合Dissado-Hill介电响应模型和等效电路模型分析的方法,对电力系统外绝缘领域常用的高温硫化硅橡胶材料的介电响应测量结果进行了深入的分析,结果发现,高温硫化硅橡胶的介电响应中存在明显的低频弥散现象。

等效电路模型分析介电响应的方法、意义及应用

等效电路模型是研究电介质介电响应的有效手段，其反映的是实际介电响应与由代表弛豫过程、电导过程的电气单元构成的电路之间的关系。在等效电路模型中所有可能的电气单元种类包括：1）弛豫峰型介电响应单元；2）低频弥散介电响应单元；3）电荷扩散单元；4）频率无关电容单元；5）直流电导单元。需要根据电介质的微观结构的实际物理意义以及实际的测量条件来选择等效电路模型中相应的电气单元以及单元之间的电气连接方式。在计算等效电路模型的具体参数时，需要在拟合中同时考虑复电容的实部和虚部。同一种电介质，测量的条件不同会导致所测量获得的介电响应和相应的等效电路模型也不同。判断等效电路模型是否合理需从物理实际角度和数学拟合角度两个方面进行判断，不能仅仅为了提高等效电路模型对实际介电响应的拟合程度而随意添加没有实际弛豫过程或电导过程对应的电气单元。等效电路模型分析可以对实际电介质介电响应进行定量的表征，这为深入分析外界条件、组分含量等因素对电介质介电响应以及对电介质微观结构的影响提供了分析方法和理论依据。该文以分析电气绝缘领域常见的硅橡胶材料和树脂材料的介电响应为例，详细讨论了分析实际电介质介电响应时构建等效电路模型的方法以及判断所选等效电路模型是否合理的依据。