脉冲电声法空间电荷测量波形恢复的数据处理

采用脉冲电声法（PEA）测量固体电介质中空间电荷的分布时，由于受介质特性和系统硬件的影响，测量波形会发生畸变。文中用高斯函数模拟低场强下界面电荷波形衰减前后峰形的变化，建立了波形衰减模型。把介质的衰减因子看作一个传导矩阵，获得了恢复整个介质中空间电荷分布曲线的方程式。通过对信号在介质和放大器中传输过程的分析和建模，以Matlab软件对实测波形进行了恢复。结果表明：在电荷分布波形中电极A处的峰值可恢复到90％，而且被掩盖的异极性电荷得以显现。     

电声脉冲法中脉冲对空间电荷分布测量的影响

首先阐述了目前已广泛应用的电声脉冲法(PEA)测量电介质中空间电荷的原理,介绍了一台新型的PEA空间电荷测量装置(其电脉冲幅值和宽度可调),并利用此装置在相同的测试条件下测量了相同的试样。研究发现:对固定厚度的传感器来讲,空间电荷分布信号随脉冲幅值增加而增加,且其波形随脉冲宽度增加而展宽和增强。最后根据PEA测量空间电荷的原理合理分析了上述的现象。     

固体介质中空间电荷畸变电场分布的有限元分析

介绍了电声脉冲法测量空间电荷分布的测量原理及装置 ,并以此装置测得试样中空间电荷的分布。用有限元法分析、计算试样中空间电荷引起的电场畸变方便、迅速 ,表现直观。     

脉冲电声法空间电荷测量中波形过冲的纠正

采用脉冲电声法(PEA)测量固体电介质中空间电荷的分布,由于测量系统的频带限制引起非线性相位失真和损耗,在测量波形中发生过冲现象,严重影响对空间电荷形成机理及分布的判断。通过对下电极、传感器以及放大器对波形畸变的研究,在信号有效频率范围内,建立了信号的过冲纠正模型,采用Matlab软件方法实现信号的补偿,对过冲的波形进行重建和纠正,提高了所测波形的准确度,最大程度地再现真实的电荷分布信息。处理结果表明:电荷分布波形中的过冲畸变可以得到很好地纠正。     

固体电介质中空间电荷分布与极化分布的测量方法及其比较

目前有两种主要的固体电介质中空间电荷分布与极化分布的测量方法,压力波法（ＰＷＰ法）与电声脉冲法（ＰＥＡ法）,本文介绍了这两种方法的基本原理与测量技术。用激光感应的压力波法（也叫ＬＩＰＰ法）和用氟聚合物压电薄膜的电声脉冲法对同一个已极化的Ｐ（ＶＤＦＴｒＦＥ）试样进行了极化分布的测量,并对实际测量结果进行了比较与讨论。     

固体绝缘中空间电荷测量装置的研制和应用

介绍了电声脉冲法空间电荷分布测量装置的测量原理和性能，并利用此装置测量了试样中的空间电荷密度分布，运用有限元法计算空间电荷对试样内部电场的畸变。为了研制超高压直流塑料电缆料，以少量的极性聚合物混炼到低密度聚乙烯中，降低了交联聚乙的空间电荷效应，大幅度提高了５０％直流预压短路树枝的起始电压。     

固体电介质空间电荷研究进展

随着空间电荷测量技术在近30年的巨大进步,固体电介质空间电荷研究成为国际研究热点.本文论述了固体电介质空间电荷检测技术从有损发展到无损的过程,分析对比了目前应用较普遍的压力波法和电声脉冲法的原理及特点,介绍了国内空间电荷测量技术研究的发展特点.在此基础上,从预电压效应、形态效应、空间电荷包现象、空间电荷的动态测量等方面论述了空间电荷效应对电介质电气性能的综合影响,对利用空间电荷进行固体电介质陷阱深度等性能参数的研究进行了探讨,强调了空间电荷在电介质材料的开发和评估中的重要作用以及不同应用领域对空间电荷特性的不同要求.指出空间电荷测量技术的进步为固体电介质的研究提供了新的有力手段,但仍需更多的深入研究,以完善电介质理论和促进空间电荷的工程应用.     

基于电声脉冲法的空间电荷测量装置

为了从微观角度分析绝缘材料老化和击穿的原因,研制了一套基于电声脉冲法(PEA)直接测量聚合物中空间电荷分布的试验装置。分析了电声脉冲法测量空间电荷的原理;设计了一种基于测试系传递函数的陡脉冲(幅值600V,脉宽10ns),以消除由系统硬件引起的过冲;讨论了各种干扰对测量结果的影响,设计了前置宽带高频小信号放大电路(增益34dB,带宽340MHz)和压电传感器。试验表明,该测量装置的分辨率可达到30μm,输出波形能直接反映试样中空间电荷分布,避免了复杂的数学处理,并以此装置实测了变频电机绝缘用聚酰亚胺膜中空间电荷的分布。     

一个实用电声脉冲法的空间电荷测量系统

空间电荷的测量对于电介质材料的研究有重要的意义。本文介绍了与日本学者联合制作的用于平板型试品的电声脉冲法即PEA法空间电荷测量系统。在介绍了系统的原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析。结果表明,高密度聚乙烯的微观形态影响其空间电荷积聚特性,总的来说,结晶度越小,越有利于空间电荷的积累。试验证明,该套系统可以较好地完成空间电荷分布的测量。     

改进电声脉冲法的交流空间电荷测量新方法

提出一种交流电压下的电声脉冲法空间电荷测试新方法。采用电脉冲作为触发源,利用数字示波器的长存储功能同时获取空间电荷信号和高压交流电压信号,从而避免了传统交流空间电荷测试方法的硬件同步。通过调整脉冲发生器的频率可获取不同相位下的高压交流下的空间电荷响应,并通过平均若干个交流周期的空间电荷信号获得足够信噪比的相位相关的空间电荷信号。通过对低密度聚乙烯工频50 Hz下的空间电荷测量结果表明,在交流电场下,下电极附近区域会形成异号电荷;与传统的交流空间电荷测量系统相比,由于测量时间得到很大程度缩短空间电荷信息能够最大限度保存,并且新系统较老系统有更高的相位分辨率,空间电荷衰减图形更能逼真的反映电荷动态变化。     

固体绝缘材料空间及表面电荷测量方法

积聚电荷的测量对于研究高压绝缘材料介电及绝缘性能方面起着相当重要的作用。近年来,国内外学者对固体绝缘材料内部及表面电荷测量方法进行了大量的研究,并取得了一些有意义的进展。本文对积聚在固体绝缘介质中的空间电荷和表面电荷的测量方法以及需要解决的问题进行综述。     

固体电介质中空间电荷测试系统的设计

介绍了自主制作的用于平板型试品的电声脉冲法(PEA)空间电荷测量原理和测试系统系统。着重介绍了系统的原理和硬件结构以及相应的重要参数。本套测量系统的优点是:结构紧凑,测量精度较高,对于PE类材料中的空间电荷分布可以很好的进行测量。     

固体电介质中电致陷阱产生的研究

本文提出用表面电位测试技术研究固体电介质在强电场作用下产生陷阱的规律,分析表明这种方法是可行的。对PET和PP介质薄膜,实验表明:在所进行的电场作用时间范围内,使介质产生陷阱的临界电场为1×10~8V/m;在一设定的电场作用下,场致陷阱产生与施加电场作用的时间成正比;在一设定的电场作用时间下,场致陷阱产生随施加电场的指数而变化。以陷阱产生发展到一定程度时介质便发生击穿作击穿的临界条件,则从理论上导出电场作用下电介质的寿命随电场的增强而指数下降。     

固体电介质中空间电荷测试系统的设计

介绍了自主制作的用于平板型试品的电声脉冲法（PEA）空间电荷测量原理和测试系统系统。着重介绍了系统的原理和硬件结构以及相应的重要参数。本套测量系统的优点是：结构紧凑，测量精度较高，对于PE类材料中的空间电荷分布可以很好的进行测量。     

空间电荷测量信号恢复中的频域反卷积技术及实现

电声脉冲法空间电荷测量系统的输出信号通常存在比较明显的过冲.本文分析了电声脉冲法空间电荷测量系统硬件结构造成信号畸变的原因,介绍了空间电荷测量信号恢复中反卷积处理技术及其问题.根据测量系统中高压脉冲及输出信号波形的特点,选取高斯滤波器对反卷积处理带来的病态问题进行了修正.基于上述改进设计了空间电荷测量信号恢复的频域反卷积算法,并采用LabVIEW实现了反卷积处理.通过实际对聚乙烯/纳米银复合材料空间电荷测量信号的恢复发现,高斯滤波器可以有效抑制恢复信号的震荡,提高测量空间电荷的分辨率.     

双层介质的电声脉冲法空间电荷波形恢复

基于双层介质电声脉冲法测试中压力波的形成和传播过程的分析,提出针对双层介质的电声脉冲法空间电荷波形恢复方法。理论分析表明双层介质的电声脉冲法测试中,压力波主要由界面处的介电常数不连续以及介质内的体空间电荷和绝缘界面处的界面空间电荷引起。实际测量中,由于系统的非线性失真,压力波在有损介质中传播的幅值衰减和经过绝缘界面时的透射和反射等因素,使得测试信号发生畸变。文章提出以低电场下加压瞬间的测试结果作为参考波形,获取系统传递函数、衰减系数和标定系数,为双层介质的空间电荷波形恢复提供相应参数。通过对实测波形的处理发现,文中提出的方法不仅能恢复电极界面处的电荷峰,还能很好地恢复绝缘界面及介质体内的电荷分布,为双层介质中空间电荷特性的研究提供了基础。