[发明专利]一种界面真实空间电荷信号的求取方法

说明书

本发明公开了一种界面真实空间电荷信号的求取方法，包括如下步骤：在校准场下测试空间电荷的干扰信号；将校准场下的干扰信号与系数K相乘，获取测试电场下的干扰信号值；将测试电场下的空间电荷信号减去测试电场下的干扰信号，得到真实空间电荷信号；其中系数K为测试电场与校准电场的比值，该方法有效的解决了双层绝缘介质中产生的干扰信号，提出了干扰信号正负方向的确定原则，并得到了干扰信号的计算表达式，为双层绝缘介质界面的空间电荷性能研究提出了简单而有效的新方法，为绝缘设计提供了技术支撑。

技术领域

本发明涉及空间电荷测试技术领域，具体为一种界面真实空间电荷信号的求取方法。

背景技术

目前，研究人员主要从事于单层绝缘介质的空间电荷性能研究，很少关注双层介质的空间电荷性能；事实上，绝缘介质界面的空间电荷累积也是不可忽视的因素，它的存在给绝缘系统的研究带来了不利的影响。例如，在研究直流电缆绝缘材料或直流电缆附件绝缘材料的过程中，研究人员通过必须分析材料的空间电荷性能，并在材料内部添加空间电荷抑制剂可达到抑制空间电荷累积的目的；但在研究直流电缆附件的过程中，由于直流电缆绝缘和附件绝缘组成了双层绝缘介质，其界面的空间电荷较易累积，故此界面是整个附件设计的薄弱环节而更易发生击穿现象。此现象早被研发人员掌握，但一直找不出界面空间电荷分析的有效方法，更无法对此进行改进。

少数研究者在研究双层绝缘介质空间电荷性能的时候，忽视了其形成机理，仅简单地将介质界面的信号认作是真实空间电荷引起的信号；其实，由空间电荷测试系统得到的界面信号并不完全是由空间电荷所产生的，它还包括其它因素形成的干扰信号；这样，无法有效地识别界面的真实空间电荷，不利于绝缘界面性能研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种界面真实空间电荷信号的求取方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种界面真实空间电荷信号的求取方法，包括如下步骤：

在校准场下测试空间电荷的干扰信号；

将校准场下的干扰信号与系数K相乘，获取测试电场下的干扰信号值；

将测试电场下的空间电荷信号减去测试电场下的干扰信号，得到真实空间电荷信号；其中系数K为测试电场与校准电场的比值。

优选的，所述测试空间电荷干扰信号的校准场为不产生空间电荷的校准场。

优选的，所述干扰信号是由界面两种材料介电常数差异而产生的信号。

优选的，所述真实空间电荷是界面的真实空间电荷在激光压力波的扰动下在外电路所产生的信号，其中界面的真实空间电荷包括离子和电子。

优选的，所述干扰信号电流的表达式为：（1）其中：为压力波幅值，v为波速，τ为压力波脉宽，为试样电容，为与材料性质相关常数，为材料杨氏模量，为处场强，介电常数为，介电常数为，和为试样厚度。

优选的，所述干扰线号的电流表达式（1）是根据空间电荷信号电流的表达式（2）简化而来的,所述空间电荷电流的表达式为：（2），简化步骤：，其中，，进一步推导出，，（1），其中，为压力波幅值，v为波速，τ为压力波脉宽，为试样电容，为与材料性质相关常数，为材料杨氏模量，为x处场强。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该双层绝缘介质界面真实空间电荷信号的求取方法有效的解决了双层绝缘介质中产生的干扰信号，提出了干扰信号正负方向的确定原则，并得到了干扰信号的计算表达式，为双层绝缘介质界面的空间电荷性能研究提出了简单而有效的新方法，为绝缘设计提供了技术支撑。

附图说明

图1为真实空间电荷信号产生示意图；

图2为压力波方向与外加电场方向关系图。

具体实施方式