一个实用电声脉冲法空间电荷测量系统

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1、中国•海南中国科协2004年学术年会电力分会场暨中国电机工程学会2004年学术年会论文集701一个实用电声脉冲法空间电荷测量系统1111112王宁华，高斌，周远翔，刘洪斌，梁曦东，关志成，高田达雄（1．清华大学电机工程与应用电子技术系，电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室，北京100084；2.武藏工业大学，日本东京158-8557）APRACTICALSPACECHARGETESTINGSYSTEMREALIZEDBYTHEPULSEELECTRO-ACOUSTICMETHOD1111

2、11WANGNing-hua,GAOBin,ZHOUYuan-xiang,LIUHong-bin,LIANGXi-dong,GUANZhi-cheng2TAKADATatso(1.StateKeyLaboratoryofControlandSimulationofPowerSystemandGenerationEquipment,DepartmentofElectricalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China；2.MusashiIns

3、tituteofTechnology,Tokyo158-8577,Japan)ABSTRACT:Spacechargemeasurementisveryimportantto着重要的意义。studyofdielectricmaterial.Thispaperfocusesonapulsed空间电荷测量技术是空间电荷研究的基础，在electro-acoustic(PEA)systemusedformeasuringthespace最近的二十多年里由于空间电荷研究的需要，空间chargeinsheet

4、samples.Thebasicaltheory,hardwarestructure[5,6]电荷测量技术不断发展。电声脉冲法（即PEAandsomekeyparametersofthesystemwereintroduced.Some法：PulsedElectro-AcousticMethod）是一种目前在experimentsweremadeonhigh-densitypolyethylenesamples国际上较为流行的空间电荷测量技术，是上世纪80andresultswerediscuss

5、ed.Ingeneral,biggercrystallinityresultsinmorespacechargeaccumulation.年代由日本武藏工业大学高田达雄教授提出，经过长时间逐步发展而来的。电声脉冲法的基本原理是KEYWORDS:Spacecharge；Polyethylene；PEA；利用电脉冲的作用在介质中的空间电荷处产生机Morphology械应力，通过传感器将相应的机械波转换为电信摘要：空间电荷的测量对于电介质材料的研究有重要的意号，经过对电信号的处理，获得空间电荷分布的信义

6、。本文介绍了与日本学者联合制作的用于平板型试品的电息[7]。这一技术在国际上已经被广泛应用于电介质声脉冲法即PEA法空间电荷测量系统。在介绍了系统的原材料内空间电荷的测量和分析，国内的少数几所大理和硬件结构以及相应的重要参数之后，对于使用该套系统学也使用PEA系统开展研究，并对PEA法的技术对高密度聚乙烯试品进行的一些试验结果进行了介绍和分原理进行了一些介绍和研究工作[8,9]。析。结果表明，高密度聚乙烯的微观形态影响其空间电荷积清华大学电机系与日本武藏工业大学开展合聚特性，总的来说，结晶度越小，

7、越有利于空间电荷的积累。作研究，合作内容包括日方赠送中方空间电荷测量试验证明该套系统可以较好地完成空间电荷分布的测量。系统及相应技术。本文对双方联合制作安装的一套针对平板型试品的PEA法空间电荷测量系统作了关键词：空间电荷；聚乙烯；电声脉冲法；微观形态介绍。该系统产生的高压脉冲半幅脉宽5ns，对PE1引言（聚乙烯）类试品分辨率可达10µm，此性能参数达到国际先进水平。电介质中的空间电荷分布可以改变介质内部试验表明，该系统可以很好地完成聚乙烯等多的局部电场分布，从而影响介质材料的电导和击穿[1-3]

8、[4]种电介质材料内部的空间电荷的测量和研究。文章等过程，影响材料的性能和寿命，因此电介质介绍了用该套系统进行的一些试验所取得的部分材料内的空间电荷的研究对于电介质材料的各种结果和相关分析。所采用的试品是在不同热处理条电特性和机理的研究，对于材料的改性研究，都有件下制成的HDPE（高密度聚乙烯）试品，其结晶度因热处理条件而不同。对其施加40~70kV/mm的本文受国家自然科学基金项目NSFC50277023和直流电场，加压一小时后撤压，在加压过程中和撤NSFC50347010资助。