實驗名稱：表面電位衰減理論與測試系統(tǒng)

測試目的：表面電位衰減是通過電暈放電給絕緣材料表面進行充電，充電過程中電暈中的電荷會進入材料內(nèi)部。基于陷阱理論，這些空間電荷會被材料內(nèi)部的陷阱所捕獲形成表面電位。材料另一面與地電極相連，在撤去外加電壓后電荷逐漸脫陷從而形成電位衰減過程。電位的衰減主要是由于充電過程中的入陷電荷通過電荷輸運流入地電極形成的。

測試設(shè)備：高壓放大器、高壓直流電源、信號發(fā)生器、高壓探頭、高速高壓靜電電壓表和計算機等。

實驗過程：

圖1：表面電位衰減測試系統(tǒng)

基于以上理論搭建了表面電位衰減測試系統(tǒng)，如圖1所示。從圖中可知，該測試系統(tǒng)主要由加壓模塊、測量模塊、溫控模塊、傳動模塊和采集模塊等組成。加壓模塊包括高壓直流電源、高壓放大器、信號發(fā)生器；電極模塊包括與高壓放大器相連的針電極、與高壓直流電源相連的均壓網(wǎng)（柵極）和試樣另一面相連的地電極；傳動模塊主要是由與地電極相連的傳送軌道和控制系統(tǒng)組成，可以勻速地將試樣送至高壓探頭下。溫控模塊主要是由與地電極相連的加熱帶和溫控系統(tǒng)組成，以保證被測材料在不同恒溫下進行測量。采集模塊主要包括高壓探頭、高速高壓靜電電壓表、DAQ和計算機。

測試過程如下：將試樣放置在地電極上，保持均壓網(wǎng)到試樣表面以及均壓網(wǎng)到針電極的距離均為5mm。調(diào)整所需要的測量溫度，等溫度穩(wěn)定后開始加壓，對針電極施加直流電壓為-8kV，均壓網(wǎng)上的電壓為-4kV。均壓網(wǎng)的作用是使電暈產(chǎn)生的電場均勻地作用在試樣的表面，且作為電壓衰減的鉗位電壓。電暈充電時間為3min。充電結(jié)束后通過傳送軌道將試樣迅速勻速移動到探頭下，表面電位數(shù)值通過高速高壓靜電電壓表顯示，最后通過DAQ和計算機的LabVIEW程序進行采集，采集時間為40min。實驗過程中的濕度控制在30%以下。

實驗結(jié)果：

搭建實驗裝置，介紹了表面電位衰減理論并搭建了不同溫度表面電位衰減測量裝置以及實驗條件。

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圖：ATA-7100高壓放大器指標參數(shù)

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審核編輯 黃宇