纳米复合绝缘材料的热剌激电流测试研究

研究纳米复合聚酰亚胺薄膜热剌激电流(TSC)测试的影响因素和陷阱参数计算方法，并对不同样本和不同老化条件下的TSC结果进行分析。通过对不同的测试条件(包括不同的数据平滑方法、极化温度，极化电压、极化时间等因素)的TSC曲线特征分析，研究不同测试条件对纳米复合绝缘样本TSC测量结果的影响，并用高斯拟合对TSC曲线进行峰分离和陷阱参数计算。根据这些结论，对不同样本和老化条件下的热刺激电流特征进行分析和比较，得到热刺激电流和PWM脉冲电压下绝缘微观特征之间联系。结果表明，测试条件对TSC结果有明显影响，合适的测试方法有助于研究纳米复合聚酰亚胺薄膜在PWM电压作用下的微结构变化。     

聚合物电介质薄膜的能量归一化光激电流谱

为了利用光激电流谱准确地表征聚合物电介质材料中的电荷陷阱密度按能量分布的情况,需要将原始光激电流谱对光激发能量进行归一化.依据光激电流强度与陷阱电荷释放量以及激发光强的关系,给出了能量归一化光激电流谱的定义及其测量原理.根据这一原理设计了实际的测量系统,该系统由波长可调谐的激光器、光能量计、静电计和测试样品室构成.系统由基于LabVIEW开发的软件控制,实现激发光波长的线性扫描和电流与光能量信号的实时采集.利用该系统测量了聚酯薄膜的能量归一化光激电流谱,测量结果发现在聚酯薄膜中电荷陷阱能量主要分布在4.08～5.17 eV之间,在4.22 eV处具有陷阱态密度最大值,并计算出该能量附近的电荷陷阱密度为5×10~(14)cm~(-3)数量级.     

硅橡胶热刺激电流试验参数的研究

为研究硅橡胶的耐电蚀性能,利用TSC系统测试了硅橡胶合成绝缘子在不同试验参数下的TSC特性。试验结果表明,极化电压、极化温度和极化时间等均对硅橡胶的TSC特性有一定影响,主要体现在低温区曲线形状的变化及最大幅值的出现;计算所得陷阱电荷量随极化电压、极化温度的变化呈现出倒“V”字型,随极化时间的增加呈现饱和趋势。理论分析表明,入陷电荷量及其与硅橡胶内部荷电粒子的相互作用因外加试验条件的改变而不同,因此所得TSC曲线也不同;结合计算所得陷阱电荷量,为后续试验确定了合适的TSC试验参数。     

纳米聚酰亚胺复合材料的热刺激电流研究

采用改进的热激电流设备得到不同实验条件下(不同极化场强、极化温度、极化时间)的TSC曲线,研究不同测试条件对测量结果的影响.结果表明:选择适当的测试条件对测量的精确度有重要的意义;纳米粒子的存在有助于抑制聚合物分子链的运动和空间电荷效应.     

光参量振荡器激发的光激电流测量系统

为了研究有效的光激电流测量系统,分析光激电流测试原理和测量系统中对激发光源的要求.根据光参量振荡器的原理实现波长可调的激光激发光源,其输出激光波长可在210～420nm范围内连续变化,并且光脉冲平均能量为2.3mJ.以这一激发光源为基础建立了光激电流测量系统,利用该系统对聚酰亚胺/无机纳米复合材料薄膜进行光激电流谱测量.通过比较连续2次测量结果中电流峰的位置和强度关系,证明了系统测量结果的有效性.并且测得在该材料中具有3.88eV、3.61eV和3.38eV 3种类型的深电荷陷阱.实验结果表明,该系统可以有效地完成光激电流谱的测试,并且能够获得电介质材料中的深电荷陷阱参数,为电介质材料理论和应用的深入研究提供可靠的实验依据.     

热刺激电流试验系统的研制及应用

热刺激电流技术是研究电介质电荷存储及陷阱能级分布的有力工具,因此开发了热刺激电流试验系统,它由加热装置、微电流测量装置(静电计Keithley6514),温控仪.直流高电压发生器、真空系统、计算机等部分组成。以Lab-view为软件平台实现了电流、温度的数据实时采集和存储。在国际上首次测量了厚达1mm的氧化铝陶瓷的热刺激电流曲线。     

高场强方波电压对聚酰亚胺陷阱参数的影响

变频电机绝缘长期承受高场强方波电压的作用,出现了绝缘过早失效的情况。聚酰亚胺是变频电机中重要的绝缘材料,为了解它不同承受电压形式时其绝缘老化过程和失效机理与传统交、直流电压下存在的很大差异,在高场强方波电压下对聚酰亚胺膜进行电老化,测试了不同老化时间后聚酰亚胺膜的电导电流和热刺激电流(TSC)以分析聚酰亚胺膜活化能和陷阱密度等微观参数的变化规律。结果表明:聚酰亚胺膜TSC曲线可能由2个单峰曲线叠加而成,随着电老化时间的增长,聚酰亚胺膜活化能发生变化,浅陷阱可发展成深陷阱,导致浅陷阱密度逐渐减小,深陷阱密度逐渐增大,总体陷阱密度逐渐增大。     

偏压热刺激表面电位衰减：测量陷阱参数的新方法

针对现有的绝大部分陷阱能态分布测试方法都不能区分电子陷阱和空穴陷阱的贡献,而等温表面电位衰减虽能区分双载流子的贡献却耗时太长的缺点,本文提出一种能克服上述缺点的新方法——偏压热刺激表面电位衰减测试技术。这一方法所考虑的模型比较接近实际情况,并能快速而方便地分别测得电子陷阱和空穴陷阱的能级密度。     

TSC测试中寄生电流的特性研究

热刺激电流测试(TSC)中寄生电流的存在对测试结果会产生一定的影响.通过对TSC电极系统的热电效应测试和聚酰亚胺的寄生电流、TSC测试,分析了寄生电流产生的机理及特性,探讨了寄生电流对TSC测试的影响.研究表明寄生电流主要由聚酰亚胺中的恒偶极子松弛产生,热电效应和聚酰亚胺内部陷阱电荷释放并非主导因素.当聚酰亚胺内部结构发生变化时,寄生电流将改变.寄生电流叠加于TSC电流中,严重影响了TSC测试精度,为消除其影响可扣除TSC电流中的寄生电流.     

TSC测量技术中存在的若干问题的探讨

热刺激电流(TSC)测量技术是研究电介质材料中电荷存贮和输运过程的重要工具。本文介绍了TSC的基本理论,对传统TSC理论和实验方法存在的局限性进行了分析,探讨了TSC应用过程中长期以来所存在的问题以及理论上的误区,并介绍了一些改进的分析理论和实验思想,拓展和加深了TSC的应用广度和深度。     

温度梯度对热刺激去极化电流测试的影响

热刺激去极化电流（TSDC）测试是分析电介质内部电荷输运特性和陷阱能级的重要方法。为了研究并改进热刺激去极化电流测试系统,分别测试了热刺激电流测试系统中两套不同结构电极的电极温度差和其相应的聚酯薄膜热刺激去极化电流,分析了试样温度梯度对测试结果的影响。结果表明上下电极结构的不对称将导致试样受热不均匀,在试样厚度方向产生...     

绝缘材料TSC测试方法的研究

热刺激电流测试是一种研究电介质电荷存储及陷阱能级等参数的重要手段,已经广泛应用在绝缘材料的性能测试中,然而测试中寄生电导电流的存在对测试结果会产生一定的影响.本文首先探讨了热刺激电流和寄生电导电流的形成机理,然后对变频电机绝缘材料中广泛应用的聚酰亚胺膜进行了寄生电导电流和热刺激电流测试,测试结果表明寄生电导电流随温度的升高而逐渐变化,严重影响了热刺激电流测试的精度.最后,本文提出了一种消除上述干扰的方法,以便从热刺激电流曲线中得到反映电机绝缘材料特性的更精确的参数.     

基于TSC测试的硅橡胶复合绝缘子伞裙材料老化特性研究

为利用热刺激电流(thermally stimulated current,TSC)测试手段对复合绝缘子老化特性进行评估,以现场运行复合绝缘子为研究对象,进行了TSC测试及憎水性等级喷水分级测试。初步探寻了伞裙位置、运行年限及环境污秽等级等因素对现场运行复合绝缘子伞裙材料TSC特性的影响规律。结果表明,绝缘子串上场强分布较高的位置、有较长运行年限及重污区的绝缘子,其伞裙材料的TSC曲线峰值较大,相应的陷阱电荷量也较大。对2种评估复合绝缘子伞裙材料老化的测试手段进行了对比分析,可知TSC测试结果能更加明显地区分复合绝缘子伞裙材料老化程度的不同,对于老化性能的评估更具优越性。     

Thermally stimulated current and thermally stimulated charge distribution in electron‐beam‐irradiated PMMA

The relationship between the external current J_ter(t), the conduction current J_c(x, t), and the displacement current ϵ∂E(x, T)/∂t of an electron‐beam‐irradiated PMMA is discussed in terms of measurements of the thermally stimulated current (TSC) and the thermally stimulated space charge distribution (TS‐SCD). ϵ∂E(x, T)/∂t is calculated from TS‐SCD measurements obtained with an improved pulsed electroacoustic (PEA) system. By virtue of the conservation of charge, J_c(x, t) is easily calculated from the measured J_ter(t) and the calculated ϵ∂E(x, T)/∂t. In this report, an approach to the conduction current analysis using the theory of conservation of charge is described and an analysis of the conduction current in an electron‐beam‐irradiated PMMA is introduced as a typical example. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 128(2): 1–6, 1999     

现场运行复合绝缘子伞裙材料的老化判断方法

有效把握复合绝缘子在运行中所表现出的老化特性,探索出老化程度的评价方法是保障复合绝缘子安全运行的关键。为此,以不同运行年限的现场运行绝缘子为试样,采用憎水性测试、Fourier变换红外光谱(FTIR)分析以及热刺激电流(TSC)测试等手段对不同绝缘子试样进行了测试分析。测试发现,TSC峰值及FTIR图中吸收峰值均会随着硅橡胶材料的老化加深而上升,但憎水性测试结果与复合绝缘子的运行条件(运行年限)没有很好的对应关系。初步研究表明,FTIR与TSC能更有效地反映硅橡胶材料性能随运行时间的变化情况,通过对比峰值及相关参数的变化可以对硅橡胶材料的老化程度进行一定的量化判断。     

复合材料的陷阱参数对其在真空中高压脉冲下沿面闪络特性的影响

长期以来真空沿面闪络现象一直制约着真空绝缘材料性能的提高，极大地限制了高功率脉冲设备的小型化和实用化进程。该文针对环氧基复合材料引入真空绝缘的背景，研究了脉冲电压作用下，复合材料的表面陷阱状况对其沿面绝缘特性的影响。通过对Simmons等温电流理论的进一步推导，完善了利用表面电位衰减测量材料表层陷阱能量分布的理论和方法，并分析了填料浓度对于材料表层陷阱的影响机制。在已有的二次电子发射雪崩(SEEA)闪络模型基础上，强调了深电子陷阱在沿面闪络过程中的作用，并定性分析了此过程中的物理机制和影响因素。复合材料中的深陷阱对于抑制材料表面的内二次电子发射有一定的作用，通过提高深陷阱的密度可以在一定程度上提高沿面闪络电压。     

Determination of Activation Energies and Electric Dipole Moment of In‐Plane Highly Electrically Conductive Hetero‐C12TCNQ/C20 LB Films Using Thermally Stimulated Current

The activation energies of in‐plane highly electrically conductive 2‐dodecyl‐7,7,8,8‐tetracyanoquinodimethane (C₁₂ TCNQ)/arachidic acid (C₂₀) hetero‐LB films and C₁₂TCNQ homo‐LB films were determined by thermally stimulated current (TSC) measurement. The TSC curves for the upper Al electrode/C₁₂TCNQ/C₂₀/lower Al electrode were nearly of the same shape as those for the upper Al electrode/C₁₂TCNQ/lower Al electrode. The activation energies of the upper Al electrode/C₁₂TCNQ/C₂₀/lower Al electrode and upper Al electrode/C₁₂TCNQ/lower Al electrode were 0.9–1.3 eV at 55–80^°C and 1.6–1.8 eV at 105–120^°C, respectively. The TSC curves for the upper Al electrode/C₁₂TCNQ/C₂₀/lower Al electrode and upper Al electrode/C₁₂TCNQ/lower Al electrode had two peaks at 55–80^°C owing to the depolarization of the electric dipole and two peaks at 105–120^°C owing to the movement of space charges in the C₁₂TCNQ molecule. Copyright © 2008 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

汽轮发电机励磁和参数数值计算

着重介绍怎样利用ANSYS这一有限元分析软件进行汽轮发电机的励磁电流计算,以及如何进行汽轮发电机同步电抗参数的计算.将得到的励磁电流性能和同步电抗参数和实验值和设计值进行了比较,证明了利用该方法的简单有效性.