實驗(yan)名稱：乙丙(bing)橡(xiang)膠的極化-去極化(hua)電流測(ce)量

　　研究方向(xiang)：電磁學

　　實驗內容：通過高壓施加在乙丙橡(xiang)膠兩端，測量去極(ji)化的電流。

　　測試目的(de)：研(yan)究乙丙橡膠(jiao)去極化電流在(zai)不同溫度(du)，濕度(du)下的(de)變化

　　測試設備：信號發生器，AigtekATA-2081電壓放大器，電流表，上位機，乙丙橡膠材料，保護電極。

　　實驗過(guo)程(cheng)：

　　測量系統(tong)：由于在去(qu)極化過程中，流過乙丙橡膠絕緣的電流為(wei)容(rong)性，且此容(rong)性電流的數量級(ji)為(wei)pA級，所以(yi)想要(yao)準確測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)去極(ji)化(hua)電(dian)流(liu)(liu)(liu)，對(dui)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)設(she)備具有(you)較的(de)(de)要(yao)求(qiu)。在本測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)系統(tong)中，選(xuan)(xuan)擇KEITHLEY6517B作為(wei)電(dian)流(liu)(liu)(liu)表，其(qi)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)(liu)的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)范圍為(wei)10uA~21mA，完全可(ke)(ke)(ke)以(yi)達(da)到測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)要(yao)求(qiu)。測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)中選(xuan)(xuan)擇ATA-2081為(wei)高壓直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)源(yuan)。此(ci)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)源(yuan)具有(you)低(di)噪(zao)聲的(de)(de)優點，可(ke)(ke)(ke)以(yi)保證測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)數(shu)據的(de)(de)可(ke)(ke)(ke)靠性(xing)。測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)中選(xuan)(xuan)擇的(de)(de)電(dian)極(ji)為(wei)三電(dian)極(ji)結(jie)(jie)構，其(qi)中高壓端和測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)端用于(yu)極(ji)化(hua)去極(ji)化(hua)電(dian)流(liu)(liu)(liu)的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)保護電(dian)極(ji)則是為(wei)了防止沿面泄(xie)漏電(dian)流(liu)(liu)(liu)的(de)(de)產(chan)生(sheng)(sheng)，以(yi)免對(dui)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)結(jie)(jie)果產(chan)生(sheng)(sheng)干擾測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)選(xuan)(xuan)用的(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)源(yuan)極(ji)性(xing)為(wei)正(zheng)極(ji)性(xing)，電(dian)壓值為(wei)400V，實(shi)驗環境溫度選(xuan)(xuan)為(wei)30°，相對(dui)濕(shi)度為(wei)15%，測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)過程中上位(wei)機通(tong)過串口將6517B實(shi)時采集到的(de)(de)數(shu)據傳輸到上位(wei)機保存。

　　實驗方法：實驗前，先將(jiang)要進(jin)行(xing)測量的試樣兩端(duan)短接(jie)，將(jiang)試樣進(jin)行(xing)完全放電，并對(dui)6517B進行校準。測(ce)量時，先(xian)將S閉(bi)合至(zhi)S，對(dui)試樣充電；充電(dian)結束后(hou)的瞬間將(jiang)s閉合至(zhi)S2，對(dui)試樣(yang)放電(dian)(dian)并進(jin)行(xing)去(qu)(qu)(qu)極(ji)化(hua)(hua)電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)測量。在測量過(guo)程(cheng)中，上位機通(tong)過(guo)串口將6517B實時采集(ji)到(dao)的(de)(de)數據進(jin)行(xing)顯(xian)示，并在測量結(jie)(jie)束后對(dui)數據進(jin)行(xing)保存通(tong)常情況下，極(ji)化(hua)(hua)電(dian)(dian)流(liu)和去(qu)(qu)(qu)極(ji)化(hua)(hua)電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)測量時間是相(xiang)同的(de)(de)。因(yin)為測量的(de)(de)極(ji)化(hua)(hua)-去(qu)(qu)(qu)極(ji)化(hua)(hua)電(dian)(dian)流(liu)數值很小其(qi)測量結(jie)(jie)果很容易受到(dao)外(wai)界條件的(de)(de)干擾。因(yin)此在測量過(guo)程(cheng)中，將試樣(yang)和電(dian)(dian)極(ji)置(zhi)于(yu)干燥箱中，以屏(ping)蔽外(wai)部(bu)干擾；同時將測量溫(wen)度設置為(wei)固定值，保證濕度也在一(yi)定的范圍內，減小外界環境條件的影響。 

　　實驗結果：

圖(tu)1：ETI在不同(tong)溫(wen)度(du)下(xia)的極化電(dian)流(liu)                     圖2：TOI在不同(tong)溫(wen)度(du)下(xia)的極化電(dian)流(liu)

　　圖3：SOI在不同溫度下的極化電流

　　圖1，圖2，圖3為(wei)(wei)測(ce)量電(dian)壓400V，測(ce)量溫(wen)度為(wei)(wei)30℃、50℃、70℃、90℃、110℃、不同(tong)絕緣故障類型(xing)的(de)極(ji)化電(dian)流隨(sui)測(ce)量時間的(de)變化。由(you)測(ce)量結(jie)果(guo)可知，于同(tong)一絕緣故障而言，隨(sui)著(zhu)測(ce)量溫(wen)度的(de)升高，極(ji)化電(dian)流而逐漸(jian)增大。

　　圖4：SOI在不同溫度下的極化電流                                圖5：TOI在不同溫度下的極化電流

　　圖4，圖(tu)5為(wei)撤去(qu)外(wai)施電(dian)壓(ya)后，測量(liang)(liang)溫度(du)分(fen)別為(wei)300、50℃、70C、90℃和110℃時，兩(liang)種不同(tong)(tong)油(you)污試(shi)樣的(de)(de)去(qu)極(ji)化(hua)電(dian)流隨測量(liang)(liang)時間(jian)的(de)(de)變化(hua)。由測量(liang)(liang)結果可知，對于(yu)同(tong)(tong)一絕緣(yuan)故障而(er)言(yan)，去(qu)極(ji)化(hua)電(dian)流隨著測量(liang)(liang)溫度(du)的(de)(de)升高而(er)逐漸(jian)增大(da)，經過相同(tong)(tong)的(de)(de)衰減時間(jian)后，去(qu)極(ji)化(hua)電(dian)流穩(wen)定(ding)值趨于(yu)相同(tong)(tong)。而(er)且隨著測量(liang)(liang)溫度(du)的(de)(de)升高去(qu)及(ji)化(hua)電(dian)流的(de)(de)衰減速度(du)逐漸(jian)增大(da)。

　　由理(li)檢(jian)分析可(ke)知，極化(hua)-去極(ji)(ji)(ji)化(hua)電(dian)(dian)流的(de)(de)測量(liang)是兩(liang)個相互(hu)聯系(xi)的(de)(de)過程，去極(ji)(ji)(ji)化(hua)電(dian)(dian)流初始(shi)狀態與極(ji)(ji)(ji)化(hua)電(dian)(dian)流穩定(ding)狀態有關，而且ip(t)可以反映被測絕(jue)緣(yuan)(yuan)體的(de)(de)絕(jue)緣(yuan)(yuan)電(dian)(dian)阻狀況。因此溫度(du)(du)對(dui)極(ji)(ji)(ji)化(hua)電(dian)(dian)流的(de)(de)影響(xiang)原理與溫度(du)(du)對(dui)絕(jue)緣(yuan)(yuan)電(dian)(dian)阻的(de)(de)影響(xiang)原理相同。即隨著(zhu)溫度(du)(du)的(de)(de)升高，介質中的(de)(de)極(ji)(ji)(ji)性粒子運(yun)動速度(du)(du)加快。

　　ATA-2081功率放大器參數指標：

　　本文實驗素材由(you)西安(an)安(an)泰電子整理發布，西安(an)安(an)泰電(dian)子是專業從(cong)事功率放大器(qi)、高壓放(fang)大器(qi)、功(gong)率信號源、前置微小(xiao)信號放(fang)大器、高(gao)精度(du)電壓源、高精度電流(liu)源等電子測量儀器研發、生產和銷售(shou)的高科技企(qi)業。公司(si)致力于(yu)功率放大器(qi)、計量校準(zhun)產(chan)品(pin)等產(chan)品(pin)為(wei)(wei)核(he)心的(de)相關行業(ye)測(ce)試解決方(fang)案的(de)研究，為(wei)(wei)用戶提(ti)供具有競爭力的(de)測(ce)試方(fang)案，Aigtek已經成為(wei)(wei)在業(ye)界擁有廣(guang)泛(fan)產(chan)品(pin)線(xian)，且(qie)具有相當規模的(de)儀器(qi)設備供應(ying)商，樣機(ji)都支持免費試用。如想(xiang)了解更多(duo)實驗方(fang)案，請持續(xu)關注(zhu)安泰電子官網hkdyw.cn或撥打029-88865020。

　　本文(wen)實驗案例參考自(zi)知網論文(wen)《乙丙橡膠的(de)極化-去極化電流(liu)測量》