[发明专利]一种绝缘介质薄膜电荷注入情况的测量方法和装置

说明书

本发明涉及一种绝缘介质薄膜电荷注入情况的测量方法和装置，方法包括以下步骤：S1：获取待测绝缘介质薄膜样品；S2：对待测绝缘介质薄膜样品施加低电场，达到预设的第一时间后，进行短路处理，获取第一短路电流；S3：对待测绝缘介质薄膜样品施加高电场，达到预设的第二时间后，进行短路处理；S4：对待测绝缘介质薄膜样品再次施加步骤S2中的低电场并保持预设的第一时间，进行短路处理，获取第二短路电流；S5：比较第一短路电流和第二短路电流的波形，获取电荷注入情况。与现有技术相比，本发明所需设备较少，成本较低，可以快速地半定量检测出样品中的空间电荷注入量，且可以根据样品实际使用情况在不同温度和加压状态进行调整。

技术领域

本发明涉及绝缘介质薄膜电荷测量领域，尤其是涉及一种绝缘介质薄膜电荷注入情况的测量方法和装置。

背景技术

工程电介质材料被施加高电场或者被置放于带电粒子辐照环境时会积累电荷，空间电荷的积累与运输会导致电介质材料内部电场的畸变并加速材料的老化甚至击穿，而积累的空间的快速释放也可能直接导致介质击穿。这样的介质击穿过程通常伴随着部分由电极注入而积累的空间电荷同时释放，快速释放空间电荷时又通常伴随着电荷束缚能量的集中释放，这种强度的能量释放可能导致电介质的局部损伤，但由于能量释放过程过于短暂(几十纳秒至几百纳秒)，很难用常规办法观测。

目前国内外最常见的非破坏性测量空间电荷的技术，如压力波法，电声脉冲法，热脉冲法等经过数据恢复计算空间分辨率最高可达0.5μm，但是由于测量办法本身的限制，通常只能测量稳态或者准稳态介质中的电荷分布，对于空间电荷的快速运动如小于1ms时间内的过程，以上技术都无法进行检测。另外，传统设备检测薄膜中的空间电荷分布通常设备较为昂贵且复杂，检测流程长。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可以快速地检测出绝缘介质薄膜样品中空间电荷的绝缘介质薄膜电荷注入情况的测量方法和装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种绝缘介质薄膜电荷注入情况的测量方法，包括以下步骤：

S1：获取待测绝缘介质薄膜样品；

S2：对待测绝缘介质薄膜样品施加低电场，并保持低电场达到预设的第一时间后，进行短路处理，获取第一短路电流，作为参考波形；

S3：对待测绝缘介质薄膜样品施加高电场，并保持高电场达到预设的第二时间后，进行短路处理；

S4：对待测绝缘介质薄膜样品施加步骤S2中同样的低电场，并保持预设的第一时间后，进行短路处理，获取第二短路电流；

S5：比较所述第一短路电流和所述第二短路电流的波形，获取待测绝缘介质薄膜样品的电荷注入情况。

进一步地，所述步骤S2、S3和步骤S4均在预设的第一温度下进行，所述第一温度为所述待测绝缘介质薄膜样品的实际工作温度，在整个测量过程中应保持此第一温度不变。

进一步地，所述测量方法在进行步骤S2前还包括样品预处理步骤，该样品预处理步骤包括：在所述待测绝缘介质薄膜样品的双侧蒸镀金属化电极，组成待测样品，在所述待测样品两侧再分别设置一层金属电极夹具，通过所述金属化电极对所述待测绝缘介质薄膜样品施加低电场或高电场。

进一步地，步骤S2中，所述对待测绝缘介质薄膜样品施加低电场具体为，将所述待测样品一侧金属化电极接地，另一侧的金属化电极连接高压继电器施加低电场。

进一步地，所述低电场的电场强度为小于所述待测绝缘介质薄膜样品的电荷明显注入的阈值电场强度，所述电荷明显注入的评价标准为5kV/mm至10kV/mm之间。

进一步地，所述第一时间在1min至2min的范围以内。