[發明專利]一種線性/非線性雙層絕緣電介質界面極化特性分析方法

有效

• 申請號: 201811443195.1
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109633281B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 韓永森;夏云彥
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G01R31/12;G06F17/10
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 陳潤明

1.一種線性/非線性雙層絕緣電介質界面極化特性分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟a、將線性絕緣電介質層(1)和非線性絕緣電介質層(2)串聯，線性絕緣電介質層(1)與第一電極引線(3)相連，非線性絕緣電介質層(2)與第二電極引線(4)相連，第一電極引線(3)與第二電極引線(4)之間施加直流高電壓U₀；

步驟b、將線性絕緣電介質層(1)的電導特性用第一伏安特性曲線(5)進行表征，第一伏安特性曲線(5)的斜率為G₁；非線性絕緣電介質層(2)的電導特性用第二伏安特性曲線(6)進行表征；第二伏安特性曲線(6)由兩段線性關系等效，當電壓U_(t)U_2t時，第二伏安特性曲線(6)的斜率為G₂₁；當電壓U_(t)U_2t時，第二伏安特性曲線(6)的斜率為G₂₂；

步驟c、將線性/非線性雙層絕緣電介質用等效電路模型進行描述，求出線性絕緣電介質層(1)的電壓值、非線性絕緣電介質層(2)的電壓值、線性/非線性雙層絕緣電介質的總極化電流值及時間常數值；

所述線性/非線性雙層絕緣電介質的等效電路模型包括線性絕緣電介質層(1)的等效電路模型和非線性絕緣電介質層(2)的等效電路模型；

所述線性絕緣電介質層(1)的等效電路模型包括電導(7)與電容(8)并聯；所述電導(7)的電導值為G₁，電容(8)的電容值為C₁；所述線性絕緣電介質層(1)所承擔的電壓(14)為U₁；

所述非線性絕緣電介質層(2)的等效電路模型包括三條支路并聯，所述三條支路包括電導(10)支路、電容(13)支路及電導(9)、理想二極管(11)和直流電壓源(12)串聯支路；電導支路的電導(10)的電導值為G₂₁，串聯支路的電導(9)的電導值為G₂₂-G₂₁，電容(13)的電容值為C₂，直流電壓源(12)的電壓為U_2t，所述非線性絕緣電介質層(2)所承擔的電壓(15)為U₂，所述線性/非線性雙層絕緣電介質的電壓(16)為U₀＝U₁+U₂；

當非線性絕緣電介質層(2)上的電壓U₂U_2t時，即較低電場強度作用，理想二極管(11)截止，電導(9)與理想二極管(11)和直流電壓源(12)串聯支路處于斷路狀態；

當非線性絕緣電介質層(2)上的電壓U₂U_2t時，即較高電場強度作用，理想二極管(11)導通，理想二極管(11)和直流電壓源(12)的串聯處于短路狀態。

2.根據權利要求1所述一種線性/非線性雙層絕緣電介質界面極化特性分析方法，其特征在于，當非線性絕緣電介質層(2)上的電壓U₂U_2t時，所述線性/非線性雙層絕緣電介質的等效電路模型進行簡化包括：

所述線性絕緣電介質層(1)的等效電路模型包括電導(7)和電容(8)并聯；電導(7)的電導值為G₁，電容(8)的電容值為C₁；線性絕緣電介質層(1)所承擔的電壓(14)為U₁，所述非線性絕緣電介質層(2)的等效電路模型包括兩條支路并聯，所述兩條支路包括電導(10)支路和電容(13)支路；電導(10)的電導值為G₂₁，電容(13)的電容值為C₂，非線性絕緣電介質層(2)所承擔的電壓(15)為U₂，所述線性/非線性雙層絕緣電介質的電壓(16)為U₀＝U₁+U₂；線性絕緣電介質層(1)上的電壓U₁、非線性絕緣電介質層(2)上的電壓U₂以及線性/非線性雙層絕緣電介質的總極化電流I、時間常數τ₁分別按照公式進行計算。

3.根據權利要求2所述一種線性/非線性雙層絕緣電介質界面極化特性分析方法，其特征在于，所述公式如下：