电气绝缘测试技术之4介电谱测量

1、第4章 介电谱测量测量方法1、自动平衡电桥法2、不平衡电桥法3、相位比较法4、傅立叶变换法5、热刺激电流法（TSC） 介电谱测量主要是测量材料的复介电常数随频率或温度的变化情况。名词解释 介电谱-介电参数在很宽的频率或 温度范围内的变化规律。可广义地理解 为材料对激励信号的响应。 (介电频谱 -介电参数随频率的变化曲线; 介电温谱 -介电参数随温度的变化曲线) 介电谱技术 - -在宽广的频率或温度范围 内测量非金属材料的介电参数的各种 方法与技术 激励信号-周期函数的正弦波, 阶跃函数的脉冲波和白噪声源。 相应的三类介电谱技术 - - 频域介电谱技术,时域介电谱技术和白噪声相 关技术。 (频域

2、介电谱技术-用正弦波激励来测量复介电常数的实验技术; 时域介电谱技术-以阶跃电压脉冲为激励信号, 从其响应来求取介电 参数的实验技术-先测得某一量与时间的关系, 还需利用傅里叶变换把 时域数据转换到频域上去 ) 一、自动平衡变压器电桥电压比例臂变压器电桥最适宜制成自动平衡电桥。如图，平衡条件如下：UxCx=UcCNUxRN=URRx因此，改变标准电容CN和电阻RN或改变电压UR和Uc,直到电桥平衡。程序：首先选择标准元件进行粗略平衡，然后改变UR、Uc直到电桥完全平衡。二、不平衡电桥法介电频谱最基本的测量方法是在不同频率下逐点测量，这种方法在频率不低时一般精度都较高，但电桥在逐点平衡时都需要很

3、长时间，不平衡电桥法在开始测量时，先对带有试样的电桥在某一方面的频率进行平衡，然后改变电桥电源的频率，根据记录到的电桥在偏离平衡状态时输出电压的实部和虚部，即可求得复电容率的实部和虚部分量。这种方法，不仅灵敏度高而且很快就可测出复电容率和频率的关系曲线。不平衡电桥法设计原则当 时：设则有在任一频率与平衡频率归一化之差为当则有当相敏检测仪将上式的实部和虚部检测出，可得到介电谱。3、相位比较法式中： A试品电极面积； d试品厚度； 信号角频率。相位比较法原理 4、傅立叶变换法阶跃电压与过渡电流如设介质的几何电容为1单位电容，则充电电荷为：相应的充电电流为：两边取傅立叶变换有：C 0：试样的在很高频

4、率时几何电容；G 0：稳态直流电导；(t)材料的松弛函数。5、热刺激电流法（TSC）介质先在一定电场和温度下发生极化，之后将试样短路，可测得去极化电流Ig(t)I 0：t=0时的去极化初始电流值；：时间常数。根据电介质物理的论述，当Ig(t)已知时，可通过德拜方程，求得介电频谱。以热刺激电流IT测量为例：完全极化时完全不极化时则（QTTSC电荷）当温度恒速上升时将上面式子代入德拜方程有热激电流的测量装置测量热激电流有各种不同的装置，它的基本组成如下图，直流稳压电源（0.1-10kv）用来使试样在某一温度下极化。程序控温单元-根据不同的测试目的控制升温、冷却的速度或恒温的时间。过程步骤：借助程序控温元件加热试样至极化温度，在此温度下施加极化电压并保持一定时间后，等速将其冷却至一低温，除去外加电压，把静电计和试样接通，记录短路电流。在很低的温度下，与时间