實(shí)驗(yàn)名稱：乙丙橡膠的極化-去極化電流測量

　　研究方向：電磁學(xué)

　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：通過高壓施加在乙丙橡膠兩端，測量去極化的電流。

　　測試目的：研究乙丙橡膠去極化電流在不同溫度，濕度下的變化

　　測試設(shè)備：信號發(fā)生器，AigtekATA-2081電壓放大器，電流表，上位機(jī)，乙丙橡膠材料，保護(hù)電極。

　　實(shí)驗(yàn)過程：

 

　　測量系統(tǒng)：由于在去極化過程中，流過乙丙橡膠絕緣的電流為容性，且此容性電流的數(shù)量級為pA級，所以想要準(zhǔn)確測量去極化電流，對測量設(shè)備具有較的要求。在本測量系統(tǒng)中，選擇KEITHLEY6517B作為電流表，其直流電流的測量范圍為10uA~21mA，完全可以達(dá)到測量要求。測量中選擇ATA-2081為高壓直流電源。此直流源具有低噪聲的優(yōu)點(diǎn)，可以保證測量數(shù)據(jù)的可靠性。測量中選擇的電極為三電極結(jié)構(gòu)，其中高壓端和測量端用于極化去極化電流的測量保護(hù)電極則是為了防止沿面泄漏電流的產(chǎn)生，以免對測量結(jié)果產(chǎn)生干擾測量選用的直流電源極性為正極性，電壓值為400V，實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度選為30°，相對濕度為15%，測量過程中上位機(jī)通過串口將6517B實(shí)時采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)保存。

　　實(shí)驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)前，先將要進(jìn)行測量的試樣兩端短接，將試樣進(jìn)行完全放電，并對6517B進(jìn)行校準(zhǔn)。測量時，先將S閉合至S，對試樣充電；充電結(jié)束后的瞬間將s閉合至S2，對試樣放電并進(jìn)行去極化電流的測量。在測量過程中，上位機(jī)通過串口將6517B實(shí)時采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，并在測量結(jié)束后對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存通常情況下，極化電流和去極化電流的測量時間是相同的。因?yàn)闇y量的極化-去極化電流數(shù)值很小其測量結(jié)果很容易受到外界條件的干擾。因此在測量過程中，將試樣和電極置于干燥箱中，以屏蔽外部干擾；同時將測量溫度設(shè)置為固定值，保證濕度也在一定的范圍內(nèi)，減小外界環(huán)境條件的影響。 

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

                         

圖1：ETI在不同溫度下的極化電流                     圖2：TOI在不同溫度下的極化電流

 

　　圖3：SOI在不同溫度下的極化電流

　　圖1，圖2，圖3為測量電壓400V，測量溫度為30℃、50℃、70℃、90℃、110℃、不同絕緣故障類型的極化電流隨測量時間的變化。由測量結(jié)果可知，于同一絕緣故障而言，隨著測量溫度的升高，極化電流而逐漸增大。

　　圖4：SOI在不同溫度下的極化電流                                圖5：TOI在不同溫度下的極化電流

　　圖4，圖5為撤去外施電壓后，測量溫度分別為300、50℃、70C、90℃和110℃時，兩種不同油污試樣的去極化電流隨測量時間的變化。由測量結(jié)果可知，對于同一絕緣故障而言，去極化電流隨著測量溫度的升高而逐漸增大，經(jīng)過相同的衰減時間后，去極化電流穩(wěn)定值趨于相同。而且隨著測量溫度的升高去及化電流的衰減速度逐漸增大。

　　由理檢分析可知，極化-去極化電流的測量是兩個相互聯(lián)系的過程，去極化電流初始狀態(tài)與極化電流穩(wěn)定狀態(tài)有關(guān)，而且ip(t)可以反映被測絕緣體的絕緣電阻狀況。因此溫度對極化電流的影響原理與溫度對絕緣電阻的影響原理相同。即隨著溫度的升高，介質(zhì)中的極性粒子運(yùn)動速度加快。

　　ATA-2081功率放大器參數(shù)指標(biāo)：

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　　本文實(shí)驗(yàn)案例參考自知網(wǎng)論文《乙丙橡膠的極化-去極化電流測量》

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