安泰高压放大器在表面电位衰减理论与测试系统中的应用

实验名称：表面电位衰减理论与测试系统

测试目的：表面电位衰减是通过电晕放电给绝缘材料表面进行充电，充电过程中电晕中的电荷会进入材料内部。基于陷阱理论，这些空间电荷会被材料内部的陷阱所捕获形成表面电位。材料另一面与地电极相连，在撤去外加电压后电荷逐渐脱陷从而形成电位衰减过程。电位的衰减主要是由于充电过程中的入陷电荷通过电荷输运流入地电极形成的。

测试设备：高压放大器、高压直流电源、信号发生器、高压探头、高速高压静电电压表和计算机等。

实验过程：

图1：表面电位衰减测试系统

基于以上理论搭建了表面电位衰减测试系统，如图1所示。从图中可知，该测试系统主要由加压模块、测量模块、温控模块、传动模块和采集模块等组成。加压模块包括高压直流电源、高压放大器、信号发生器；电极模块包括与高压放大器相连的针电极、与高压直流电源相连的均压网（栅极）和试样另一面相连的地电极；传动模块主要是由与地电极相连的传送轨道和控制系统组成，可以匀速地将试样送至高压探头下。温控模块主要是由与地电极相连的加热带和温控系统组成，以保证被测材料在不同恒温下进行测量。采集模块主要包括高压探头、高速高压静电电压表、DAQ和计算机。

测试过程如下：将试样放置在地电极上，保持均压网到试样表面以及均压网到针电极的距离均为5mm。调整所需要的测量温度，等温度稳定后开始加压，对针电极施加直流电压为-8kV，均压网上的电压为-4kV。均压网的作用是使电晕产生的电场均匀地作用在试样的表面，且作为电压衰减的钳位电压。电晕充电时间为3min。充电结束后通过传送轨道将试样迅速匀速移动到探头下，表面电位数值通过高速高压静电电压表显示，最后通过DAQ和计算机的LabVIEW程序进行采集，采集时间为40min。实验过程中的湿度控制在30%以下。

实验结果：

搭建实验装置，介绍了表面电位衰减理论并搭建了不同温度表面电位衰减测量装置以及实验条件。

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审核编辑 黄宇