空間電荷測量正在成為評(píng)估直流絕緣應(yīng)用(尤其是高壓電纜)中的聚合物材料測試時(shí)，使用普遍的技術(shù)。實(shí)際上，經(jīng)過充分的評(píng)估，空間電荷的存在是導(dǎo)致高壓直流聚合物電纜過早失效的主要原因，而且也是防止此類電纜快速劣化的主要原因。而且，已經(jīng)表明可以通過空間電荷測量來診斷在使用應(yīng)力下的絕緣劣化。但是，仍然缺少由空間電荷測量并且也與絕緣體的電氣性能有關(guān)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，來幫助總結(jié)和解釋。

測量原理

1、高壓脈沖發(fā)生器

2、信號(hào)采集單元（快速采樣示波器）

3、PEA傳感器測試單元

4、試樣用高壓直流電源

在絕緣材料樣品的電極之間施加周期性的高壓脈沖，這種脈沖的特點(diǎn)是上升時(shí)間很快，持續(xù)時(shí)間很短，絕緣材料的試樣也要經(jīng)受高壓直流電(等級(jí)取決于試樣的厚度和形狀)，這會(huì)導(dǎo)致絕緣材料層中的空間電荷積聚。每個(gè)脈沖產(chǎn)生的電場擾動(dòng)絕緣材料中的內(nèi)部電荷，這些電荷在每一層都產(chǎn)生相應(yīng)的聲壓波，壓電傳感器器檢測聲波，利用傳感器信號(hào)獲得空間電荷分布，為了描述空間電荷分布及其時(shí)間特性，可以對(duì)每個(gè)施加高壓脈沖后檢測到的此類信號(hào)進(jìn)行詳細(xì)分析。

華測儀器選擇新型耐高溫共聚物壓電傳感器、重新設(shè)計(jì)電極系統(tǒng)，開發(fā)了適用于高溫下(≤110℃)的PEA法空間電荷測量設(shè)備，分析了溫度對(duì)壓電傳感器性能、聲信號(hào)的傳播特性和穿過介質(zhì)特性的影響，得出了對(duì)放大器輸出的電壓信號(hào)和空間電荷密度值的影響因素，進(jìn)而校正了溫度對(duì)PEA測量的影響，利用建立的高溫 PEA 法空間電荷測量系統(tǒng)，測量純環(huán)氧試樣在不同溫度下空間電荷產(chǎn)生、積聚及消散的特性。

技術(shù)參數(shù)

空間分辨率（縱向）：小于10μm

測量靈敏度（至小檢測量）：0.2 μC/cm³

輸入電壓：DC 30 kV

脈沖電源：輸出電壓0~1 kV；

                  脈寬5 ns~200 ns階梯可調(diào)；

                  脈沖重復(fù)頻率至高可達(dá)30 kHz

直流源：輸出電壓0~±20 kV

              輸出電流3 mA

              可編程控制

PEA信號(hào)測量單元：放大單元帶寬達(dá)1GHz

增益:40 dB

響應(yīng)時(shí)間:20μs