[实用新型]一种空间电荷与漏电流联合测量装置

说明书

本实用新型公开了一种空间电荷与漏电流联合测量装置，包括相互对接的上部电极单元与下部电极单元，形成一个屏蔽室，待测平板试样置于上部电极单元与下部电极单元之间；外电路分别连接上部电极单元和下部电极单元形成电流回路；通过连接上部电极单元程控开关断开，连接下部电极单元程控开关接通测量漏电流；通过连接上部电极单元程控开关接通，连接下部电极单元程控开关接地测量空间电荷。本实用新型能够实现空间电荷和漏电流的联合测量，避免了信号的干扰，实现了将空间电荷数据和电流数据在时序上精确的对应。

技术领域

本实用新型涉及高电压及绝缘技术和电介质空间电荷测量技术领域，具体涉及一种空间电荷与漏电流联合测量装置。

背景技术

高压直流输电系统是我国输电系统的重要组成部分，高压直流电缆是其中的重要设备。空间电荷问题是影响高压直流电缆绝缘老化问题的重要因素。空间电荷的状况还对电缆绝缘中的漏电流产生较大影响，空间电荷极性的改变、以及电荷本身的注入、积聚、抽出等过程均会造成电流大小的改变。因此，对空间电荷和电流进行联合测量，可以揭示两者之间的变化规律，并使通过电流测量数据来估计空间电荷情况为可能。

电声脉冲法(PEA法)属于无损测量法，测试原理为在介质一侧的电极上施加一个窄高压脉冲信号，介质中存在的空间电荷在电脉冲的作用下产生电场力，从而产生压力波信号，由试样下部电极单元压电传感器转化为电信号，对该电信号进行放大，传输到计算机中进行分析，就能得到试样内部的空间电荷分布。电声脉冲法相较于其他测量方法，具有设备结构简单，测试流程方便，成本低，高压回路与测量回路在电气上隔离等特点，因此逐渐成为最为重要的空间电荷测量方法之一，具有广阔的前景。

电介质的漏电流也受空间电荷影响，目前电流测量主要采用三电极系统。三电极法是测量固体绝缘材料体积电阻率的标准方法，可将介质的体积电流和表面电流导向不同的电极，保证了实验的准确性。

对于空间电荷和漏电流测量而言，两者的联合测量具有一定的技术难点，主要表现在信号的干扰和数据的时序对应两点。空间电荷的测量需要施加高压脉冲，高压脉冲对电流测量有严重的干扰，使电流测量数据出现失真；高压脉冲作用于电流表等精密仪器时，有较大的风险对仪器造成损坏；空间电荷测量电极和电流测量电极在空间上难以布局，可能产生相互干扰；以往的测量系统，对空间电荷和电流分别测量，两者在时间上并不严格对应，难以将空间电荷数据和电流数据在时序上建立精确的联系，不能精准体现两者的关系。

如何将空间电荷和漏电流数据实时对应，是研究空间电荷和漏电流相互关系必须要解决的问题。基于已有的研究和理论，结果表明利用新型复合电极进行测量可以同时得到空间电荷和漏电流数据，这成为了研究的关键。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种空间电荷及漏电流联合测量装置及其测量方法，可用于同时测量平板介质中的空间电荷和漏电流，测量精度高，实时对应性好，结构简单紧凑。

本实用新型是通过下述技术方案来实现的。

本实用新型提供了一种空间电荷与漏电流联合测量装置，包括上部电极单元、下部电极单元和外电路；上部电极单元与下部电极单元相互对接，形成一个屏蔽室，待测平板试样置于上部电极单元与下部电极单元之间；外电路分别连接上部电极单元和下部电极单元形成电流回路；

通过连接上部电极单元外电路的程控开关断开，连接下部电极单元的程控开关接通，测量待测平板试样的漏电流；通过连接上部电极单元的程控开关接通，连接下部电极单元的程控开关接地，测量待测平板试样的空间电荷。

在一种实施方式中,所述上部电极单元包括金属圆筒、上电极、限流电阻、耦合电容和环氧管；限流电阻和耦合电容分别连接上电极共同封装在金属圆筒内，金属圆筒顶部设有环氧管，限流电阻封装在环氧管内。