非线性绝缘电介质AC介电特性参数及其测量

为调控电场分布避免电场集中,由聚合物与无机半导体填料制备的非线性绝缘电介质在许多高压设备中得到应用。非线性绝缘电介质介电特性的测试是其理论与应用技术研究的重要基础。研发了一套基于虚拟仪器技术的非线性绝缘介质交流介电特性测试装置,实现交流激励电压和响应电流瞬时波形的测试。参照激励电压通过确定的算法将响应电流分解成阻性电流和容性电流。通过对电压与电流波形的分析,获得瞬态测量条件下的静态、动态参数与电场强度关系曲线及等效参数等,可更全面地表征非线性绝缘电介质交流介电特性。结合测量实例,详细描述了各参数及其与电场强度关系曲线的获得过程。

非线性绝缘电介质介电特性表征与测试

非线性是导致问题复杂化的关键因素之一，且存在于几乎所有物理现象之中。电气绝缘介质的非线性介电行为在科学层面提供了更广泛的研究空间，同时在工程技术层面为电气绝缘结构设计、更高电压等级电力设备研发提供了新的破解瓶颈问题的技术途径。具有电场调控功能的非线性绝缘材料，被称为“智能绝缘材料”，已在大型电机端部绝缘和电缆附件防电晕结构得到广泛的应用。随着高压直流绝缘技术的进步，电气绝缘材料和绝缘结构非线性介电特性和机理研究得到越来越广泛的关注。非线性绝缘介质介电特性的表征和测试技术是极具挑战的研究课题，又是基础研究和工程应用技术研究不可回避的关键性基础问题。稳态直流电场下，非线性绝缘介电特性用伏安特性或电导率与电场强度关系来表征，相应测试技术比较简单。稳态交流电场场下，用等效（相对）介电常数和等效电导率与电场强度关系来表征，测试技术的关键是如何准确地分解阻性和容性电流。暂态电场下非线性绝缘介电特性的表征参数体系尚未建立，测试技术最为复杂，相关研究亟待开展。