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表面電荷測量系統(tǒng)
日期：2025-04-25 19:21
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摘要：
直流電場下氣體絕緣設(shè)備中固體絕緣介質(zhì)表面電荷的 積聚會導(dǎo)致固–氣界面的局部電場畸變，從而降低設(shè)備系統(tǒng)的絕緣水平。研究固-氣界面電荷的消散特性可為高壓直流氣體絕緣裝置的研發(fā)提供重要的理論基礎(chǔ)。利用針板電極向絕 緣材料表面注入電荷，在不同條件下進(jìn)行固–氣界面電荷消散實驗。采用靜電探頭法測量試樣表面的電位分布，并通過 反演計算得到電荷密度分布。構(gòu)建描述消散過 程的數(shù)學(xué)模型具有重要的工程實際意義。
為了研究固-氣界面電荷的消散現(xiàn)象，首先須在試樣表面施加一定的初始電荷。本系統(tǒng)采用經(jīng)典的電暈充...
直流電場下氣體絕緣設(shè)備中固體絕緣介質(zhì)表面電荷的 積聚會導(dǎo)致固–氣界面的局部電場畸變，從而降低設(shè)備系統(tǒng)的絕緣水平。研究固-氣界面電荷的消散特性可為高壓直流氣體絕緣裝置的研發(fā)提供重要的理論基礎(chǔ)。利用針板電極向絕 緣材料表面注入電荷，在不同條件下進(jìn)行固–氣界面電荷消散實驗。采用靜電探頭法測量試樣表面的電位分布，并通過 反演計算得到電荷密度分布。構(gòu)建描述消散過 程的數(shù)學(xué)模型具有重要的工程實際意義。
為了研究固-氣界面電荷的消散現(xiàn)象，首先須在試樣表面施加一定的初始電荷。本系統(tǒng)采用經(jīng)典的電暈充電電路對試樣進(jìn)行預(yù)充電，電極結(jié)構(gòu)如下圖， 針電極施加 正極或負(fù)極性高壓直流電壓，板電極接地，針電極針尖距離試樣表面10mm（可通過軟件調(diào)整距離），可軟通過件設(shè)置一定的充電試驗。采用靜電電何探頭對材料的 表面電荷進(jìn)行測量。為了對試樣表面進(jìn)行掃描，通過步進(jìn)電極搭建了針對二維平面的掃描平臺，如圖下所示。該 平臺將2個線性模組垂直安放，帶動試樣臺進(jìn)行二 維平移運(yùn)動，電荷探頭被垂直固定在試樣臺的正上 方，與試樣表面的距離保持為一定的測量距離（通過軟件控制步進(jìn)電機(jī)移動）。探頭以圓周軌跡對樣品有效區(qū)域的掃描，實驗中，靜電探頭和電荷放大器相連，電荷放大器的輸出的模擬信號，通過12bit高分辨率 示波器采集，并傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理。
