电介质样品交直流空间电荷测试数据分析方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种电介质样品交直流空间电荷测试数据分析方法及装置，其中方法包括：接收原始的交直流空间电荷测试数据，所述原始的交直流空间电荷测试数据由采用电声脉冲法作为测试技术的交直流空间电荷测试平台对被测电介质样品进行测试后输出；对接收的原始的交直流空间电荷测试数据进行校正，得到校正后的交直流空间电荷测试数据；根据所述校正后的交直流空间电荷测试数据，计算得到所述被测的电介质样品的特征参数，所述特征参数包括如下任一项或其组合：电荷密度分布、电场强度分布、总电荷量分布、电荷视在迁移率、陷阱能级分布和电场畸变率，实施本发明，可以方便快速准确的获取电介质样品内部的各种特征参数的变化规律。
【专利说明】电介质样品交直流空间电荷测试数据分析方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及空间电荷测量【技术领域】，尤其涉及一种电介质样品交直流空间电荷测试数据分析方法及装置。
【背景技术】
[0002]上世纪中叶开始，为了研究固体电介质中空间电荷的分布，各国学者不断研发了一些测量方法。例如:在20世纪70年代，热刺激法被用来研究材料内部的空间电荷特性，例如 TSC (Thermally Stimulated Current,热刺激电流法)，TSSP (ThermallyStimulated Surface Potential,热刺激表面电位法)，TL (Thermo Luminescence,热致发光法)等；这些测量方法为有损测量，其通过对试品进行缓慢的升温，检测升温过程中的试品内部电荷释放引发的电、光等信号，获得电荷的陷阱深度等信息。又例如:20世纪70年代以后，出现了多种空间电荷分布的无损测量方法，其中，具有代表性的测量方法包括 PIPWP (Piezo-electric Induced Pressure Wave Propagation,压电诱导压力波扩展法)、LIPP (Laser Induced Pressure Propagation,激光诱导压力波扩展法)、PEA (PulsedElectro-Acoustic,电声脉冲法)等。其中PIPWP法与LIPP法统称PWP法，以上各种方法在分辨率、信噪比、后期处理、适用范围等方面各有优缺点，其适用领域也有差别，其中目前应用最多的无损测量方法是电声脉冲法和激光诱导压力脉冲法。
[0003]其中，电声脉冲法的原理是利用高压脉冲和绝缘介质中的电荷层的相互作用产生与材料中的电荷成正比的声压力波，然后将这些声压力波通过压电传感器转化为电信号并放大从而被数字示波器获取并显示，目前的电声脉冲法测量空间电荷的基本原理可以如图1所示，其中Ud。为直流极化电压，R为限流电阻，C为隔离电容，在内部空间电荷的分布为P (χ)的介质上外加一高压脉冲电场％ (t)，高压脉冲电场与界面电场及空间电荷相互作用，产生瞬态电机械应力，发出应力波P(t)，该应力波由压电传感器检测并转化为电压信号Us (t)，通过对该电压信号分析即可得出空间电荷密度分布。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种电介质样品交直流空间电荷测试数据分析方法及装置，用于对基于电声脉冲法的测试平台获取的交直流空间电荷测试数据做进一步分析，以方便快速准确的获取电介质样品内部的各种特征参数的变化规律。
[0005]本发明提供了一种电介质样品交直流空间电荷测试数据分析方法，包括如下步骤:
[0006]接收原始的交直流空间电荷测试数据,所述原始的交直流空间电荷测试数据由采用电声脉冲法作为测试技术的交直流空间电荷测试平台对被测电介质样品进行测试后输出；
[0007]对接收的原始的交直流空间电荷测试数据进行校正，得到校正后的交直流空间电荷测试数据；[0008]根据所述校正后的交直流空间电荷测试数据，计算得到所述被测的电介质样品的特征参数，所述特征参数包括如下任一项或其组合:电荷密度分布、电场强度分布、总电荷量分布、电荷视在迁移率、陷阱能级分布和电场畸变率。
[0009]进一步，所述接收原始的交直流空间电荷测试数据之前，还包括:
[0010]接收用户输入的参数，所述用户输入的参数包括:所述被测的电介质样品的厚度、介损值和声传导速率，和所述交直流空间电荷测试平台的电压值、电压极性、频率、测试温度和系统分辨率。
[0011]进一步，根据式
【权利要求】
1.一种电介质样品交直流空间电荷测试数据分析方法，其特征在于:包括如下步骤: 接收原始的交直流空间电荷测试数据,所述原始的交直流空间电荷测试数据由采用电声脉冲法作为测试技术的交直流空间电荷测试平台对被测电介质样品进行测试后输出；对接收的原始的交直流空间电荷测试数据进行校正，得到校正后的交直流空间电荷测试数据； 根据所述校正后的交直流空间电荷测试数据，计算得到所述被测的电介质样品的特征参数，所述特征参数包括如下任一项或其组合:电荷密度分布、电场强度分布、总电荷量分布、电荷视在迁移率、陷阱能级分布和电场畸变率。
2.如权利要求1所述的电介质样品交直流空间电荷测试数据分析方法，其特征在于:所述接收原始的交直流空间电荷测试数据之前，还包括: 接收用户输入的参数，所述用户输入的参数包括:所述被测的电介质样品的厚度、介损值和声传导速率，和所述交直流空间电荷测试平台的电压值、电压极性、频率、测试温度和系统分辨率。
3.如权利要求1或2所述的电介质样品交直流空间电荷测试数据分析方法，其特征在于: 根据式
4.如权利要求1或2所述的电介质样品交直流空间电荷测试数据分析方法，其特征在于:
5.如权利要求1或2所述的电介质样品交直流空间电荷测试数据分析方法，其特征在于: 根据式
6.如权利要求1或2所述的电介质样品交直流空间电荷测试数据分析方法，其特征在于: 根据式:等。，计算电荷视在迁移率；其中，V是被测电介质样品内部电荷运动速率，E是局部电场值，μ为空间电荷的迁移率即电荷视在迁移率。
7.如权利要求1或2所述的电介质样品交直流空间电荷测试数据分析方法，其特征在于:根据式
8.如权利要求1或2所述的电介质样品交直流空间电荷测试数据分析方法，其特征在于:根据式:
9.一种电介质样品交直流空间电荷测试数据分析装置，其特征在于:包括: 第一接收模块，用于接收原始的交直流空间电荷测试数据，所述原始的交直流空间电荷测试数据由采用电声脉冲法作为测试技术的交直流空间电荷测试平台对被测电介质样品进行测试后输出； 校正模块，用于对接收的原始的交直流空间电荷测试数据进行校正，得到校正后的交直流空间电荷测试数据； 分析模块，用于根据所述校正后的交直流空间电荷测试数据，计算得到所述被测的电介质样品的特征参数，所述特征参数包括如下任一项或其组合:电荷密度分布、电场强度分布、总电荷量分布、电荷视在迁移率、陷阱能级分布和电场畸变率。
10.如权利要求9所述的电介质样品交直流空间电荷测试数据分析装置，其特征在于:所述接收原始的交直流空间电荷测试数据之前，还包括: 第二接收模块，用于在第一接收模块接收原始的交直流空间电荷测试数据之前，接收用户输入的参数，所述用户输入的参数包括:所述被测的电介质样品的厚度、介损值和声传导速率，和所述交直流空间电荷测试平台的电压值、电压极性、频率、测试温度和系统分辨率。
【文档编号】G01R29/24GK103543339SQ201310530915
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】郝建, 唐超, 伏进, 吴高林, 王谦, 李娇, 胡东, 熊必凤, 张松, 李旭 申请人:国家电网公司, 国网重庆市电力公司电力科学研究院