電聲脈沖法(pulsedelectroacoustic,PEA)NOMEX合成纖維絕緣介質(zhì)在直流電場(chǎng)中的空間電荷特性_廖瑞金1.1空間電荷密度分布測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量時(shí)，脈沖源向試樣施加一個(gè)高壓窄脈沖，引起介質(zhì)中的空間電荷產(chǎn)生微小位移，并以聲波形式傳播至壓電傳感器，再轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后即可獲取空間電荷密度分布特性。本試驗(yàn)中脈沖源(加拿大AVTECH公司產(chǎn)AVIR1C型號(hào))脈沖寬度為2?5ns,脈沖電壓幅值200V，高壓直流源(日本MATSUSADA公司產(chǎn)AU20R3LC型號(hào))為0?±20kV可調(diào)。試驗(yàn)聲耦合劑為硅油，測(cè)量環(huán)境溫度為(25±1)°C,相對(duì)濕度為(40±2)%。試驗(yàn)中外施電壓采用梯級(jí)升壓方式施加，本文對(duì)試樣施加負(fù)極性直流高壓，場(chǎng)強(qiáng)分別為5、15、25、50kV/mm。對(duì)每個(gè)試樣測(cè)量加壓30min內(nèi)和去壓短路30min內(nèi)的空間電荷密度分布。每個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行1000次測(cè)量，取其平均值作為該時(shí)間點(diǎn)測(cè)量結(jié)果，以消除噪聲影響。1.2空間電荷密度分布波形的數(shù)據(jù)恢復(fù)聲波在固體介質(zhì)中傳播時(shí)會(huì)發(fā)生衰減和色散,在多層復(fù)合介質(zhì)中傳播時(shí)會(huì)在兩種介質(zhì)的界面處發(fā)生折反射現(xiàn)象，這些因素都將導(dǎo)致波形失真。本文從以下兩方面入手，對(duì)失真后的波形進(jìn)行恢復(fù)重建，盡可能消除上述影響因素，以得到真實(shí)的空間電荷密度分布波形［28］。軟件方面。本文通過(guò)軟件修正測(cè)量信號(hào)，以盡量減小聲波信號(hào)在介質(zhì)中的色散和衰減所產(chǎn)生的信號(hào)畸變。基本原理如下：因空間電荷密度分布的理想波形p(t)與測(cè)量得到的1衰減后波形pa(t)在時(shí)域存在卷積關(guān)系為p(t)=g(t,z)p(t)。 (1)式中，g(t,z)是介質(zhì)衰減與傳遞時(shí)間t和位置z的衰減傳遞函數(shù)。所以，通過(guò)對(duì)衰減后的波形pa(t)進(jìn)行反卷積，可求得介質(zhì)中的真實(shí)波形。在PEA的數(shù)據(jù)處理程序中，通過(guò)求出介質(zhì)中每個(gè)基本點(diǎn)的衰減傳遞函數(shù)g(t,z),即可求得介質(zhì)中的衰減傳遞矩陣G(t,z),通過(guò)恢復(fù)方程p(z)=G-1(t,z)p(z), (2)i a從而重建整個(gè)介質(zhì)中的真實(shí)空間電荷密度分布波形。硬件方面。本文在PEA測(cè)量系統(tǒng)中采用可與傳感器進(jìn)行較好匹配的鋁電極作為下電極，在電極與絕緣介質(zhì)間使用硅油作為聲耦合劑，以盡可能彌補(bǔ)聲波在被測(cè)絕緣紙中傳播時(shí)的色散與衰減。|Q2HioQ|ix'1.電韭導(dǎo)體層4’絕緣汕|Q2HioQ|ix'1.電韭導(dǎo)體層4’絕緣汕覽試樣電槪畀門；□.PVDFiS.PMMA17.電樋〔錯(cuò)釦氏電客|9,脈沖卵；L0.宜流高壓商MIL電阻前置放±Stl3^L?：0ryWa^ePrC寵加丸示進(jìn)Skl￡計(jì)算機(jī)圖LLJEA泳空間ib.荷測(cè)7t裝代鉛購(gòu)2試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)在變壓器內(nèi)絕緣中，油紙絕緣是將絕緣紙進(jìn)行多層疊加后再真空浸油以形成固液二相復(fù)合油紙絕緣系統(tǒng)的。考慮到聲波在固液二相復(fù)合絕緣介質(zhì)中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生折反射現(xiàn)象，結(jié)合本文研究的側(cè)重點(diǎn)在于理解NOMEX合成纖維絕緣紙的空間電荷特性，本文將試驗(yàn)對(duì)象模型設(shè)計(jì)為單層NOMEX絕緣紙，并在測(cè)量前先對(duì)絕緣紙?jiān)嚇与p表面進(jìn)行吸油預(yù)處理，除去表面的變壓器油。通過(guò)以上方法處理后，試驗(yàn)對(duì)象被簡(jiǎn)化為“單層固體絕緣紙”模型，以盡力消除試樣表面液體油膜層對(duì)聲波傳播的影響，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣紙空間電荷密度分布的測(cè)量。3頻域介電譜特性的測(cè)量基于頻域介質(zhì)響應(yīng)的頻域介電譜（frequencydomainspectroscopy,FDS）法是利用介質(zhì)在交流電壓下的極化特性，通過(guò)外施正弦電壓，測(cè)量流過(guò)試樣的電流峰值和相位，而得到相對(duì)介電常數(shù)￡、介質(zhì)損耗角tan5、復(fù)電容等與頻率有關(guān)極化參數(shù)變化情況的方法。本文中頻域介電譜特性采用Novocontrol寬頻介電和阻抗譜儀進(jìn)行測(cè)量，系統(tǒng)頻率變化范圍為3卩Hz?3GHz。試驗(yàn)時(shí)選取鍍金銅電極（直徑40mm）作為測(cè)量固體絕緣紙?jiān)嚇訒r(shí)的附加電極，測(cè)量頻