[發明專利]一種薄膜材料表面電位的測量設備

在審

• 申請號: 201810565261.6
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108508282A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 嚴玉婷;黃榮輝;艾精文;向真;胡力廣
• 申請（專利權）人: 深圳供電局有限公司
• 主分類號: G01R29/12
• 分類號: G01R29/12
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙) 44238
• 代理人: 潘中毅;熊賢卿

本發明公開一種薄膜材料表面電位的測量設備，包括：試驗箱，用于為測量提供真空條件并通入測量所需的各種氣體；設置在所述試驗箱內的加熱臺，用于為測量提供所需的溫度條件；位于所述加熱臺之上且與所述加熱臺緊密接觸的地電極；設置在所述試驗箱內的針電極和柵網電極，所述柵網電極位于所述針電極與所述地電極之間，所述針電極與第一高壓電源相連，所述柵網電極與第二高壓電源相連；設置在所述試驗箱內的靜電探頭，用于對置于所述地電極之上、經充電后的待測薄膜材料進行表面電位測量。本發明設計合理，易制作，使用方便，原理簡單，可以實現不同溫度以及不同氣氛下的測量實驗，并保證測量結果的可靠性。

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，尤其涉及一種薄膜材料表面電位的測量設備。

背景技術

聚合物材料內的空間電荷一般是指陷阱電荷，即被陷阱捕獲后停留于介質內的電荷，也可指由于不均勻極化引起的極化電荷。空間電荷的存在會對聚合物絕緣產生重要影響，空間電荷積聚會導致電場畸變，引起絕緣介質的早起擊穿，對電網安全運行造成巨大的安全問題。因此，研究聚合物內部空間電荷特性具有重要意義。

許多聚合物的工作溫度并非恒定不變的，例如：電纜絕緣材料交聯聚乙烯（XLPE）及附件材料硅橡膠，隨著導體電流的變化，其所承受的溫度是變化的，而已有相關研究表明，溫度對于聚合物材料空間電荷特性具有十分明顯的影響。同時，有些聚合物的工作環境并非空氣，例如：太空中的線纜絕緣，其所處的氣氛環境為真空，而盆式絕緣子硅橡膠材料所處的氣氛環境為六氟化硫（SF6）。因此，不同氣氛條件下的空間電荷特性同樣是一個具有實際意義的研究內容。

目前，用于表征聚合物材料內空間電荷分布特性的手段和方法較多，主要有電聲脈沖法（PEA）、光感應壓力脈沖法（LIPP）、熱刺激電流法（TSC）等。PEA可以在界面電荷應力波與體空間電荷應力波重疊的情況下，測量待測薄膜材料內的空間電荷分布。但是PEA技術測試得到的空間電荷難以區分是由于電極注入還是雜質電離產生的，且難以給出電子/空穴的陷阱能級等參數。LIPP主要是需要產生激光來誘導壓力脈沖的產生，通常激光源的要求比較高且造價昂貴。TSC在計算陷阱電荷及其能級分布時，假定材料內陷阱能級為單一的能級形式，雖然TSC表征偶極子極化的靈敏度很高，但對陷阱電荷表征的靈敏度較低。表面電位衰減（SPD）也是可以表征空間電荷和陷阱分布的一種技術手段。SPD是一種采用直流充電的方式在材料表面沉積一定量的電荷，通過測量電荷隨著時間的變化規律來研究內部電荷輸運特性和陷阱分布特性的方法。在這些相關測量手段中，SPD是一種方便的、低費用的測量空間電荷和電荷陷阱的手段。SPD可以提供高場下電荷注入、遷移、松弛過程、電荷陷阱等相關物理信息。可目前尚未有關于不同溫度以及不同氣氛下的SPD測量技術。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，本發明提供提供一種薄膜材料表面電位的測量設備，以實現不同溫度以及不同氣氛下的測試條件，并保證測試結果的可靠性。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種薄膜材料表面電位的測量設備，包括：

試驗箱，其具有兩開孔，其中一個連接真空泵，用于為測量提供真空條件，另一個為透氣孔，用于通入測量所需的各種氣體；

設置在所述試驗箱內的加熱臺，用于為測量提供所需的溫度條件；

位于所述加熱臺之上且與所述加熱臺緊密接觸的地電極；

設置在所述試驗箱內的針電極和柵網電極，所述柵網電極位于所述針電極與所述地電極之間，所述柵網電極與第一高壓電源相連，所述針電極與第二高壓電源相連；

設置在所述試驗箱內的靜電探頭，用于對置于所述地電極之上、經充電后的待測薄膜材料進行表面電位測量。

其中，所述柵網電極為具有均勻分布的多個網孔的金屬絲網。

其中，所述網孔為邊長為1mm的正方形網孔。