專利名稱：可測傳導電流的pea空間電荷測試裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于高電壓與絕緣技術領域，特別涉及一種可測傳導電流的PEA空間電荷測試裝置。
背景技術：
空間電荷是表征電介質(zhì)材料電氣性能的一個重要參數(shù)，空間電荷測量對于電介質(zhì)介電性能的研究有著重要的意義。目前，國際上普遍公認，空間電荷對電場有畸變作用，空間電荷的分布和運動對絕緣材料的電導、擊穿破壞、老化等等有強烈的影響。在電場作用下，尤其是直流電場，空間電荷集聚會嚴重畸變聚合物中電場分布，貯存電機械能，并引起電荷的復合和激勵，從而導致材料早期破壞，如增加熱電子的生成速率、降低材料老化的能量勢壘、引起斷鍵的生成、微孔擴大和內(nèi)部應力，并最終導致材料擊穿。因此，空間電荷的存在、轉(zhuǎn)移和消失會直接導致絕緣材料內(nèi)部電場分布的改變，對材料內(nèi)部的局部電場起到削弱或加強的作用，影響到材料電氣特性的各個方面。在空間電荷研究方面，目前國內(nèi)外所做的大都是實驗性質(zhì)的研究，并且集中在以電纜絕緣為應用背景的聚乙烯材料上。隨著試驗及測量數(shù)據(jù)的完善，目前許多理論解釋、模型建立的研究工作也都開展起來了。然而陷阱電荷如何影響材料的性能仍是個懸而未決的問題。研究表明，陷阱電荷密度的改變導致電荷入陷傳輸過程的改變，最終影響載流子的遷移，宏觀上反映在電導的變化上。眾所周知，電荷的定向移動形成電流，電介質(zhì)內(nèi)部缺陷的作用又會使載流子駐留從而形成空間電荷，載流子的遷移、入陷和脫陷等說明空間電荷的形成和因此產(chǎn)生的電場變化，都會對電導電流產(chǎn)生影響，所以探索電流和空間電荷之間的關系可以為分析材料內(nèi)部的微觀特性提供新的途徑?？臻g電荷測量方法有很多種，但是目前應用最為普遍的是日本武藏工業(yè)大學的高田達雄教授所提出的電聲脈沖(PEA)法。目前用此方法所做的測量空間電荷的設備基本比較成熟，雖然傳統(tǒng)的空間電荷測試裝置有很多優(yōu)點，但是存在以下不足功能簡單；脈沖輸入端口和高電壓輸入端口都從上電極引入，容易造成耦合；只能施加直流電壓；對施壓過程中材料中所流過的傳導電流無法測量。因此需要設計一套可同時測量傳導電流和空間電荷的PEA測試系統(tǒng)，解決目前測量上述現(xiàn)有技術不能將傳導電流和空間電荷聯(lián)系起來進行研究的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決背景技術中所述的目前不能將傳導電流和空間電荷聯(lián)系起來進行研究的問題，提供一種可測傳導電流的PEA空間電荷測試裝置，其特征在于，測量裝置主要由五部分組成，即上電極、下電極、空間電荷采集通道、電流信號采集通道和脈沖輸入通道。下電極隔板10為矩形的絕緣板，圓錐臺形的下電極中心柱13自下向上固接在下電極隔板10中部的圓孔內(nèi)，下電極內(nèi)環(huán)11和下電極外環(huán)12與下電極中心柱13同軸鑲嵌在下電極隔板10內(nèi)，下電極中心柱13、下電極內(nèi)環(huán)11和下電極外環(huán)12的上端面與下電極隔板10的上表面在同一平面內(nèi)構(gòu)成下電極平面，壓電傳感器14置于下電極中心柱13下端面之下，鍍金屬膜的有機玻璃柱15置于壓電傳感器14之下，下電極中心柱絕緣套18包覆下電極中心柱13下部、壓電傳感器14和鍍金屬膜的有機玻璃柱15置于空間電荷采集器金屬外殼19內(nèi)，空間電荷采集器金屬外殼19固接在下電極隔板10的下表面將壓電傳感器14、鍍金屬膜的有機玻璃柱15和下電極中心柱絕緣套18與下電極中心柱13下端面壓緊，長方體的下電極金屬外殼20固接在下電極隔板10的下表面，電荷信號SMA同軸插座16固接在空間電荷采集器金屬外殼19中心圓孔內(nèi)，電荷信號SMA同軸插座16的內(nèi)導體穿過下電極中心柱絕緣套18與鍍金屬膜的有機玻璃柱15下表面的金膜可靠電接觸，電荷信號前置放大器26置于下電極金屬外殼20內(nèi)，電荷信號前置放大器沈輸入端與電荷信號 SMA同軸插座16連接，輸出端與固接在下電極金屬外殼20左側(cè)壁的電荷信號SMA同軸插頭17連接，電流信號SMA同軸彎插座21固接在下電極隔板10的下表面，電流信號SMA同軸彎插座21的內(nèi)導體與下電極內(nèi)環(huán)電極11連接，置于下電極金屬外殼20內(nèi)的限流電阻25 一端與電流信號SMA同軸彎插座21的內(nèi)導體連接，另一端與固接在下電極金屬外殼20左側(cè)壁的電流信號SMA同軸插頭22連接，脈沖輸入SMA同軸彎插座23固接在下電極隔板10 的下表面，脈沖輸入SMA同軸彎插座23的內(nèi)導體與下電極外環(huán)電極12連接，脈沖輸入SMA 同軸插頭M固接在下電極金屬外殼20右側(cè)壁與脈沖輸入SMA同軸彎插座23用裸導線連接；高壓BNC插座1套在絕緣橡膠圈2內(nèi)固接在圓柱形的上電極金屬外殼3的中心孔內(nèi)，上電極中心電極4置于上電極金屬外殼3內(nèi)，上電極中心電極4的下表面與上電極金屬外殼3下端面在同一平面內(nèi)，上電極中心電極4的上表面與高壓BNC插座1的內(nèi)導體用裸導線連接，環(huán)氧樹脂5澆注在上電極金屬外殼3內(nèi)部，把上電極金屬外殼3與上電極中心電極4固定構(gòu)成整體的可移動上電極，上電極底座7與下電極中心柱電極13同軸固接在下電極隔板10上表面，試樣9置于下電極平面上，半導電墊片8置于試樣9上，整體的上電極在上電極底座7內(nèi)，上電極中心電極4壓在半導電墊片8上，上電極壓環(huán)6壓住上電極金屬外殼3圓柱面中部的圓環(huán)與上電極底座7螺紋連接，通過擰緊上電極壓環(huán)6對上電極加壓，將上電極中心電極4、半導電墊片8和試樣9與下電極平面壓緊；高壓直流電源31的高壓輸出端與高壓BNC插座1連接，示波器27的Y輸入端和電荷信號SMA同軸插頭17連接，靜電計觀的輸入端與電荷信號SMA同軸插頭17連接，脈沖源四的高壓窄脈沖輸出端與脈沖輸入SMA同軸插頭M連接，脈沖源四的同步輸出端與示波器27的同步輸入端連接，示波器27和靜電計觀的數(shù)據(jù)輸出端與計算機30的數(shù)據(jù)輸入端連接。所述鍍金屬膜的有機玻璃柱15的上下平面和圓柱面均用離子濺射儀真空鍍金膜。所述下電極內(nèi)環(huán)電極11、下電極外環(huán)電極12和下電極中心柱電極13利用過盈配合技術固定在下電極隔板10上。所述電極中心柱13、下電極內(nèi)環(huán)11和下電極外環(huán)12的上端面構(gòu)成下電極平面進行鏡面拋光。所述限流電阻25的阻值范圍為1. 0 3. 0ΜΩ。[0013]所述上電極中心電極4、下電極內(nèi)環(huán)電極11、下電極外環(huán)電極12和下電極中心柱電極13的材料為鋁。所述上電極金屬外殼3、空間電荷采集器金屬外殼19和下電極金屬外殼20的材料為鋁。所述下電極隔板10的材料為聚四氟乙烯板材。所述下電極中心柱絕緣套18的材料為聚四氟乙烯。所述上電極壓環(huán)6和上電極底座7的材料為黃銅。所述半導電墊片8為普通半導電材料，主要防止聲波在界面發(fā)生反射。本實用新型的工作過程是從上電極向試樣施加高壓直流電場，使試樣中產(chǎn)生空間電荷，同時從下電極向試樣中心施加高壓窄脈沖，使得試樣中心部分的空間電荷在脈沖作用下在局部發(fā)生微小振動，這一振動以聲波的形式傳到接地的下電極中心柱電極，通過緊貼在下電極中心柱電極上表面的壓電傳感器轉(zhuǎn)化為電信號，再經(jīng)過電荷信號前置放大器放大，用示波器讀取空間電荷信號波形，這一波形就是一維的沿厚度方向的凈空間電荷分布。由與下電極內(nèi)環(huán)電極連接的靜電計測量流過試樣的傳導電流。靜電計和示波器所讀的波形通過GPIB采集卡讀寫到計算機，計算機將所采集到的信號進行分析處理。直流高壓加在阻值為幾百兆歐數(shù)量級的試樣上，下電極相對于直流高壓為地電位。脈沖輸入回路中，為了防止脈沖耦合到下電極內(nèi)環(huán)電極對應的試樣上，在下電極內(nèi)環(huán)電極與靜電計相連之前接入阻值為兆歐兩級的限流電阻，對于窄脈沖信號來說，兆歐數(shù)量級的濾波電阻相當于開路，脈沖不會耦合到下電極內(nèi)環(huán)電極對應的試樣部分，確保脈沖通過耦合加在下電極中心柱電極對應的試樣部分。下電極內(nèi)環(huán)電極的試樣回路中，限流電阻對于直流高壓源是通路，直流高壓全部加在試樣上，即下電極內(nèi)環(huán)電極通過靜電計接地，下電極內(nèi)環(huán)電極對應的試樣與等效接地的下電極中心柱電極對應的試樣的空間電荷分布是一致的，因為同一片試樣的這兩個部分都是加在高壓的上電極和接地的下電極之間，高壓電場作用下試樣產(chǎn)生的空間電荷在這兩部分區(qū)域里是均勻的。因此，測得下電極中心柱電極對應試樣的空間電荷分布就是下電極內(nèi)環(huán)電極對應試樣的空間電荷分布。本實用新型采取以下措施，實現(xiàn)試樣的傳導電流和空間電荷同時測試1.PEA法在加直流高壓的時候，試樣的表面電流很容易超過靜電計的輸入偏置電流，為了排除表面電流和減小接觸噪聲，需要設計一個三電極測量結(jié)構(gòu)。本實用新型下電極的三電極系統(tǒng)，選擇下電極隔板10作為下電極的承接底座，保證了下電極外環(huán)電極12、下電極內(nèi)環(huán)電極11和下電極中心柱電極13的上表面處在同一個平面，三者分別實現(xiàn)輸入脈沖、采集空間電荷PEA信號和采集傳導電流信號的功能。脈沖加到下電極外環(huán)電極12上， 脈沖輸入時脈沖源四的等效電阻很小，相當于直流接地，所以下電極外環(huán)電極12充當保護電極，使試樣9的表面電流就通過這個保護電極直接入地了。消除了試樣的表面電流對靜電計測量試樣傳導電流的影響。2.空間電荷PEA信號采集器采用下電極中心柱電極13、壓電傳感器14、鍍金屬膜的有機玻璃柱15、下電極中心柱絕緣套18和空間電荷采集器金屬外殼19五層結(jié)構(gòu)，層層緊密配合，還用鍍金屬膜的有機玻璃柱15傳輸壓電傳感器14的壓電信號，保證聲波不造成反射，精確測量空間電荷信號。3.采用多重屏蔽設計。上電極金屬外殼3、下電極金屬外殼20和空間電荷采集器金屬外殼19都接地，同時電流信號的傳輸線采用屏蔽電纜。限流電阻25的也用接地的同軸套管包覆，使電流傳輸?shù)母鱾€環(huán)節(jié)都有接地的屏蔽層保護。4.上電極的高壓BNC插座1、上電極金屬外殼3和上電極中心電極4用環(huán)氧樹脂5 進行澆注固定，保證上電極是一個整體，同時環(huán)氧樹脂的絕緣強度比較高，可以提高加在試樣上的電壓。固定上電極的上電極壓環(huán)6和上電極底座7為螺紋結(jié)構(gòu)配合，保證加在上電極和下電極之間的試樣9受力均勻。本實用新型的有益效果為，因下電極采用三電極結(jié)構(gòu)，直流高壓和高壓窄脈沖分別從試樣兩側(cè)的電極引入，既避免了直流高壓和脈沖的耦合，又消除了試樣的表面電流的影響，解決了電聲脈沖(PEA)法不能測量傳導電流的問題，實現(xiàn)了試樣的傳導電流和空間電荷同時測試，特別適用于電工絕緣材料領域。

圖1為可測傳導電流的PEA空間電荷測試裝置電極結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為空間電荷信號采集器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為可測傳導電流的PEA空間電荷測試裝置示意圖。圖中，1—高壓BNC插座，2—絕緣橡膠圈，3—上電極金屬外殼，4—上電極中心電極，5-環(huán)氧樹脂，6-上電極壓環(huán)，7-上電極底座，8-半導電墊片，9-試樣，10-下電極隔板，11—下電極內(nèi)環(huán)電極，12—下電極外環(huán)電極，13—下電極中心柱電極，14—壓電傳感器，15-鍍金屬膜的有機玻璃柱，16-電荷信號SMA同軸插座，17-電荷信號SMA同軸插頭，18-下電極中心柱絕緣套，19-空間電荷采集器金屬外殼，20-下電極金屬外殼， 21-電流信號SMA同軸彎插座，22-電流信號SMA同軸插頭，23-脈沖輸入SMA同軸彎插座二4一脈沖輸入SMA同軸插頭，25-限流電阻，26-電荷信號前置放大器，27—示波器， 觀一靜電計，29-脈沖源，30-計算機，31-高壓直流電源。
具體實施方式
以下通過實施例對本實用新型做進一步的說明。圖1為實施例的電極結(jié)構(gòu)示意圖，由五部分組成，即上電極、下電極、空間電荷采集通道、電流信號采集通道和脈沖輸入通道。高壓BNC插座1套在絕緣橡膠圈2內(nèi)固接在圓柱形的上電極金屬外殼3的中心孔內(nèi)，上電極中心電極4置于上電極金屬外殼3內(nèi)，上電極中心電極4的下表面與上電極金屬外殼3下端面在同一平面內(nèi)，上電極中心電極4的上表面與高壓BNC插座1的內(nèi)導體用裸導線連接，環(huán)氧樹脂5澆注在上電極金屬外殼3內(nèi)部，把上電極金屬外殼3與上電極中心電極4固定構(gòu)成整體的可移動上電極。上電極底座7與下電極中心柱電極13同軸固接在下電極隔板10上表面。下電極隔板10、下電極內(nèi)環(huán)電極11、下電極外環(huán)電極12、下電極中心柱電極13和下電極金屬外殼20構(gòu)成下電極。下電極隔板10為矩形的絕緣板，圓錐臺形的下電極中心柱13自下向上固接在下電極隔板10中部的圓孔內(nèi)，下電極內(nèi)環(huán)11和下電極外環(huán)12與下電極中心柱13同軸鑲嵌在下電極隔板10內(nèi)，下電極中心柱13、下電極內(nèi)環(huán)11和下電極外環(huán)12的上端面與下電極隔板10的上表面在同一平面內(nèi)構(gòu)成下電極平面，長方體的下電極
7金屬外殼20固接在下電極隔板10的下表面。脈沖輸入通道中，脈沖輸入SMA同軸彎插座23固接在下電極隔板10的下表面，脈沖輸入SMA同軸彎插座23的內(nèi)導體與下電極外環(huán)電極12連接，脈沖輸入SMA同軸插頭M 固接在下電極金屬外殼20右側(cè)壁與脈沖輸入SMA同軸彎插座23用裸導線連接。電流信號采集通道中，電流信號SMA同軸彎插座21固接在下電極隔板10的下表面，電流信號SMA同軸彎插座21的內(nèi)導體與下電極內(nèi)環(huán)電極11連接，置于下電極金屬外殼 20內(nèi)的限流電阻25 —端與電流信號SMA同軸彎插座21的內(nèi)導體連接，另一端與固接在下電極金屬外殼20左側(cè)壁的電流信號SMA同軸插頭22連接。如圖2所示，空間電荷采集通道中，壓電傳感器14置于下電極中心柱13下端面之下，鍍金屬膜的有機玻璃柱15置于壓電傳感器14之下，下電極中心柱絕緣套18包覆下電極中心柱13下部、壓電傳感器14和鍍金屬膜的有機玻璃柱15置于空間電荷采集器金屬外殼19內(nèi)，空間電荷采集器金屬外殼19固接在下電極隔板10的下表面將壓電傳感器14、鍍金屬膜的有機玻璃柱15和下電極中心柱絕緣套18與下電極中心柱13下端面壓緊，電荷信號SMA同軸插座16固接在空間電荷采集器金屬外殼19中心圓孔內(nèi)，電荷信號SMA同軸插座16的內(nèi)導體穿過下電極中心柱絕緣套18與鍍金屬膜的有機玻璃柱15下表面的金膜可靠電接觸，構(gòu)成空間電荷信號采集器。電荷信號前置放大器26置于下電極金屬外殼20內(nèi)， 輸入端與電荷信號SMA同軸插座16連接，輸出端與固接在下電極金屬外殼20左側(cè)壁的電荷信號SMA同軸插頭17連接。測量試樣時，試樣9置于下電極平面上，半導電墊片8為石墨摻聚乙烯的半導電材料薄膜置于試樣9上，整體的上電極在上電極底座7內(nèi)，上電極中心電極4壓在半導電墊片 8上，上電極壓環(huán)6壓住上電極金屬外殼3圓柱面中部的圓環(huán)與上電極底座7螺紋連接，通過擰緊上電極壓環(huán)6對上電極加壓力，將上電極中心電極4、半導電墊片8和試樣9與下電極平面壓緊；如圖3所示，高壓直流電源31的高壓輸出端與高壓BNC插座1連接，示波器 27的Y輸入端和電荷信號SMA同軸插頭17連接，靜電計觀的輸入端與電荷信號SMA同軸插頭17連接，脈沖源四的高壓窄脈沖輸出端與脈沖輸入SMA同軸插頭M連接，脈沖源四的同步輸出端與示波器27的同步輸入端連接，示波器27和靜電計觀的數(shù)據(jù)輸出端與計算機31的數(shù)據(jù)輸入端連接。高壓窄脈沖通過脈沖輸入SMA同軸插頭M輸入到下電極內(nèi)環(huán)電極11，加載在試樣9上，直流高壓從高壓BNC插座1輸入到上電極中心電極4，加載在試樣 9。實驗時同時輸入試樣所需的直流高壓和高壓窄脈沖，高壓使試樣中產(chǎn)生空間電荷，高壓窄脈沖使電荷產(chǎn)生振動形成聲波信號，聲波信號通過壓電傳感器14轉(zhuǎn)換成電壓信號傳到示波器27中，同時試樣中還有小電流流過，這個小電流即為傳導電流被靜電計觀采集，實現(xiàn)了空間電荷和電流的同時采集。裝置中，限流電阻25的阻值為1.5ΜΩ，上電極中心電極4、下電極內(nèi)環(huán)電極11、下電極外環(huán)電極12和下電極中心柱電極13的材料為鋁，上電極金屬外殼3、空間電荷采集器金屬外殼19和下電極金屬外殼20的材料為鋁，上電極壓環(huán)6和上電極底座7的材料為黃銅，下電極隔板10的材料為聚四氟乙烯板材，下電極中心柱絕緣套18的材料為聚四氟乙烯，鍍金屬膜的有機玻璃柱15的上下平面和圓柱面均用離子濺射儀真空鍍金膜。壓電傳感器14為PVD F壓電傳感器，厚度為9μπι，表面有鍍鋁電極。靜電計和示波器所讀的波形通過GPIB采集卡讀寫到計算機，最后通過計算機將所采集到的信號進行分析處理。[0039]本裝置的制作工藝要求1.上電極進行澆注時需要對心。利用對心的輔助部件實現(xiàn)上電極金屬外殼中心與上電極中心電極圓心的對心。同時為了防止加工過程中產(chǎn)生氣泡，采用逐層澆注的方法，即
澆注一層等這一層完全凝固了再進行澆注。2.電極中心柱、下電極內(nèi)環(huán)和下電極外環(huán)的上端面構(gòu)成下電極平面要進行鏡面拋光，下電極安裝壓電傳感器的下電極中心柱電極表面需要進行鏡面拋光，否則影響測量效果3.下電極的三電極系統(tǒng)的是靠三個獨立的環(huán)狀結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的，加工尺寸不能有誤差，而且最后用過盈配合技術組裝。4.電流采集回路的引線采用屏蔽線。本裝置主要用于對片狀或者薄膜狀材料進行空間電荷特性的研究。使用時，取下上電極，用酒精將上電極的表面、半導電墊片以及下電極表面擦拭干凈；下電極表面涂上硅油，將試樣放在下電極表面，保證試樣與下電極之間沒有空氣進入；上電極表面涂上硅油， 將半導電墊片緊貼上電極表面；試樣上表面中心位置滴少許硅油，放好上電極，擰緊上電極壓環(huán)，準備試驗。試樣安裝準備就緒后，接好各個部件的線路，打開電源，給試樣施加所需的直流高壓，再給試樣上施加高壓窄脈沖，開始進行電流信號和空間電荷信號的采集。本實施例適用的直流高壓范圍為0 50KV ；高壓窄脈沖的參數(shù)范圍為脈沖幅度400 600V，脈沖寬度幾ns 幾十ns，重復頻率50 400Hz。
權(quán)利要求1.一種可測傳導電流的PEA空間電荷測試裝置，其特征在于，下電極隔板(10)為矩形的絕緣板，圓錐臺形的下電極中心柱(13)自下向上固接在下電極隔板(10)中部的圓孔內(nèi)， 下電極內(nèi)環(huán)(11)和下電極外環(huán)(12)與下電極中心柱(13)同軸鑲嵌在下電極隔板(10)內(nèi)， 下電極中心柱(13)、下電極內(nèi)環(huán)(11)和下電極外環(huán)(12)的上端面與下電極隔板(10)的上表面在同一平面內(nèi)構(gòu)成下電極平面，壓電傳感器(14)置于下電極中心柱(1 下端面之下，鍍金屬膜的有機玻璃柱(1 置于壓電傳感器(14)之下，下電極中心柱絕緣套(18)包覆下電極中心柱(1 下部、壓電傳感器(14)和鍍金屬膜的有機玻璃柱(1 置于空間電荷采集器金屬外殼(19)內(nèi)，空間電荷采集器金屬外殼(19)固接在下電極隔板(10)的下表面將壓電傳感器(14)、鍍金屬膜的有機玻璃柱(1 和下電極中心柱絕緣套(18)與下電極中心柱(1 下端面壓緊，長方體的下電極金屬外殼00)固接在下電極隔板(10)的下表面， 電荷信號SMA同軸插座(16)固接在空間電荷采集器金屬外殼(19)中心圓孔內(nèi)，電荷信號 SMA同軸插座(16)的內(nèi)導體穿過下電極中心柱絕緣套(18)與鍍金屬膜的有機玻璃柱(15) 下表面的金膜可靠電接觸，電荷信號前置放大器06)置于下電極金屬外殼00)內(nèi)，電荷信號前置放大器06)輸入端與電荷信號SMA同軸插座(16)連接，輸出端與固接在下電極金屬外殼OO)左側(cè)壁的電荷信號SMA同軸插頭(17)連接，電流信號SMA同軸彎插座Ql)固接在下電極隔板(10)的下表面，電流信號SMA同軸彎插座的內(nèi)導體與下電極內(nèi)環(huán)電極(11)連接，置于下電極金屬外殼OO)內(nèi)的限流電阻05) —端與電流信號SMA同軸彎插座的內(nèi)導體連接，另一端與固接在下電極金屬外殼OO)左側(cè)壁的電流信號SMA同軸插頭0 連接，脈沖輸入SMA同軸彎插座固接在下電極隔板(10)的下表面，脈沖輸入 SMA同軸彎插座03)的內(nèi)導體與下電極外環(huán)電極(12)連接，脈沖輸入SMA同軸插頭Q4) 固接在下電極金屬外殼OO)右側(cè)壁與脈沖輸入SMA同軸彎插座用裸導線連接；高壓BNC插座(1)套在絕緣橡膠圈O)內(nèi)固接在圓柱形的上電極金屬外殼(3)的中心孔內(nèi)，上電極中心電極⑷置于上電極金屬外殼⑶內(nèi)，上電極中心電極⑷的下表面與上電極金屬外殼(3)下端面在同一平面內(nèi)，上電極中心電極(4)的上表面與高壓BNC插座(1) 的內(nèi)導體用裸導線連接，環(huán)氧樹脂( 澆注在上電極金屬外殼(3)內(nèi)部，把上電極金屬外殼 (3)與上電極中心電極固定構(gòu)成整體的可移動上電極，上電極底座(7)與下電極中心柱電極(13)同軸固接在下電極隔板(10)上表面，試樣(9)置于下電極平面上，半導電墊片 (8)置于試樣(9)上，整體的上電極在上電極底座(7)內(nèi)，上電極中心電極(4)壓在半導電墊片(8)上，上電極壓環(huán)(6)壓住上電極金屬外殼C3)圓柱面中部的圓環(huán)與上電極底座(7) 螺紋連接，擰緊上電極壓環(huán)(6)對上電極加壓，將上電極中心電極G)、半導電墊片(8)和試樣(9)與下電極平面壓緊；高壓直流電源(31)的高壓輸出端與高壓BNC插座(1)連接，示波器(XT)的Y輸入端和電荷信號SMA同軸插頭(17)連接，靜電計08)的輸入端與電荷信號SMA同軸插頭(17)連接，脈沖源09)的高壓窄脈沖輸出端與脈沖輸入SMA同軸插頭04)連接，脈沖源09)的同步輸出端與示波器(XT)的同步輸入端連接，示波器(XT)和靜電計08)的數(shù)據(jù)輸出端與計算機(30)的數(shù)據(jù)輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可測傳導電流的PEA空間電荷測試裝置，其特征在于，所述鍍金屬膜的有機玻璃柱(1 的上下平面和圓柱面均用離子濺射儀真空鍍金膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可測傳導電流的PEA空間電荷測試裝置，其特征在于，所述下電極內(nèi)環(huán)電極(11)、下電極外環(huán)電極(12)和下電極中心柱電極(13)利用過盈配合技術固定在下電極隔板(10)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可測傳導電流的PEA空間電荷測試裝置，其特征在于，所述電極中心柱(13)、下電極內(nèi)環(huán)(11)和下電極外環(huán)(12)的上端面構(gòu)成下電極平面進行鏡面拋光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可測傳導電流的PEA空間電荷測試裝置，其特征在于，所述限流電阻05)的阻值范圍為1. 0 3. OMΩ。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可測傳導電流的PEA空間電荷測試裝置，其特征在于，所述上電極中心電極(4)、下電極內(nèi)環(huán)電極(11)、下電極外環(huán)電極(12)和下電極中心柱電極 (13)的材料為鋁。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可測傳導電流的PEA空間電荷測試裝置，其特征在于， 所述上電極金屬外殼(3)、空間電荷采集器金屬外殼(19)和下電極金屬外殼00)的材料為鋁。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可測傳導電流的PEA空間電荷測試裝置，其特征在于，所述下電極隔板(10)的材料為聚四氟乙烯板材。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可測傳導電流的PEA空間電荷測試裝置，其特征在于，所述下電極中心柱絕緣套(18)的材料為聚四氟乙烯。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可測傳導電流的PEA空間電荷測試裝置，其特征在于， 所述上電極壓環(huán)(6)和上電極底座(7)的材料為黃銅。
專利摘要本實用新型屬于高電壓與絕緣技術領域，特別涉及一種可測傳導電流的PEA空間電荷測試裝置，測量裝置由上電極、下電極、空間電荷采集通道、電流信號采集通道和脈沖輸入通道五部分組成。上電極用環(huán)氧樹脂澆注把上電極金屬外殼與上電極中心電極固定構(gòu)成整體的可移動上電極，下電極為下電極外環(huán)、下電極內(nèi)環(huán)和下電極中心柱同軸組成的三電極結(jié)構(gòu)，三者分別實現(xiàn)輸入脈沖、采集傳導電流信號和采集空間電荷PEA信號的功能。直流高壓和高壓窄脈沖分別從試樣兩側(cè)的電極引入，避免直流高壓和脈沖的耦合，消除試樣的表面電流的影響，解決了電聲脈沖法不能測量傳導電流的問題，實現(xiàn)了對試樣傳導電流和空間電荷同時測量，特別適用于電工絕緣材料領域。
文檔編號G01R29/24GK201945640SQ201020603258
公開日2011年8月24日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者丁立健, 屠幼萍, 王倩, 閆琰 申請人:華北電力大學