纳米复合绝缘材料的热刺激电流测试研究

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第１８期周凯等：纳米复合绝缘材料的热刺激电流测试研究７７

也需进行验证。本文的研究目的主要是通过对不同测试方法下复合绝缘的ＴＳＣ曲线进行研究，找出测量结果的影响因素，建立合适的测试方法和条件，根据该方法，分析和验证热刺激电流和ＰｗＭ脉冲下绝缘微观特征之间联系，为变频绝缘微观领域研究打下基础。

１试样及准备

１．１试样

选用杜邦公司生产的纳米聚酰亚胺膜Ｋ—６胛ＯＮＣＲｌｏｏ型，采用１／３叠包绕制成的电磁线，总厚度７５啪，其形状如图１所示。将电磁线剪切成长度５ｃｍ，在表面通过真空蒸镀铝电极作为外电极，面积为３ｃｍ２，将电磁线表面包围。将样品放在２００℃下热清洗２４ｈ。为了研究ＴＳＣ测试时不同的实验条件对测试结果的影响，下面分别通过不同的实验方法加以说明。

（ａ）实际的电磁线（ｂ）电磁线横截面

图１实验用电磁线结构

Ｆｉｇ．１Ｃｏｎ６９ｕｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｅｓｔｅｄｍａｇｎｅｔｗｉｒｅ１．２测量系统

本文使用的热刺激电流测试系统原理如图２所示。在测试时，首先合上开关Ｓ。给样本加上～定的直流电压并保持一定时间以极化试样。当极化一定时间后，将试样冷却，冷却后断开开关Ｓ，，合上Ｓ２一定时间（目的是通过短路消除杂散电荷影响），然后开始升温，电流数据便可通过微电流计后输入到计算机进行采集，同时测量温度和电流数据就可得到ＴＳＣ曲线。微电流计采用高内阻电流计，输入阻抗大于ｌ×１０１１Ｑ，最小可测电流为Ｏ．ＯｌｐＡ。

图２ＴＳＣ测试系统原理图

Ｆｉｇ．２

ＳｋｅｔｃｈｏｆＴＳＣｍｅａｓｕｒｅｍ明ｔｓｙｓｔｅｍ

１．３数据采集与信号处理

数据采集使用双通道数据采集卡，同时记录温度和电流数据，以１ｋＨｚ采样频率采样，量化精度１２位，一次采样１ｋＢｙｔｅ长度将其取平均值作为１个温度点数据，每次采样间隔时间为ｌＯｓ，得到的原始ＴＳＣ测量结果如图３所示。为保证较高的采样精度和数据处理精度，将采样频率选取较高，但会导致图３数据中出现许多毛刺，因此需用适当的信号处理方法加以处理。

６·５

５．５

萋４‘５

３．５

２．５

４０８Ｕ１２０１６Ｕ，ｙｖＣ

图３原始的ＴＳＣ测量结果

Ｆｉｇ．３ＲｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌＴＳＣｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ

本文选取了几种不同的平滑滤波方法，其效果如图４所示。图４（ａ）中采用相邻２００点平滑滤波方法，即将相邻点数据取算术平均值作为一个数据点，该方法计算简单，但平滑效果较差，而且Ｔｓｃ曲线高温部分细节信号损失严重。图４（ｂ）是采用２００点ＦＦＴ平滑滤波后效果，该方法实际是采用５．５

４．５

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２．５

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３．５

２．５

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３．５

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４０８０１２０１６０＂℃

（ａ）相邻２００点平均滤波效果

４０８０１２０１６０＂℃

（ｂ１２００点ＦＦＴ平滑滤波效果

４０８０１２０１６０刀℃

（ｃ）７层小波包滤波效果

图４采用不同平滑方法后的ＴＳＣ结果Ｆｉｇ．４ＲｅｓｍｔｓｏｆＴＳＣ

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纳米复合绝缘材料的热刺激电流测试研究

作者：周凯， 吴广宁， 邓桃， 吴建东， 佟来生， ZHOU Kai， WU Guang-ning， DENG Tao，WU Jian-dong， TONG Lai-sheng

作者单位：西南交通大学电气工程学院,四川省,成都市,610031

刊名：

中国电机工程学报

英文刊名：PROCEEDINGS OF THE CHINESE SOCIETY FOR ELECTRICAL ENGINEERING

年，卷(期)：2007,27(18)

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