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专利名称：一种固体电介质材料陷阱参数测量装置及测量方法
技术领域：
本发明属于电介质材料陷阱特性測量技术领域，涉及ー种固体电介质材料陷阱參数測量装置及測量方法。
背景技术：
聚合物绝缘材料具有诸如直流电阻高、介质损耗低等良好的介电性能，良好的热稳定性以及优良的机械加工性能，因而在电气绝缘领域得到广泛的应用。但随着电カ系统电压等级的提高以及直流输电技术的发展，聚合物绝缘的空间电荷效应问题日渐突出，由此导致聚合物材料内部电场畸变，引发局部放电及电树枝发展，从而造成聚合物材料老化问题，如何抑制和消除聚合物绝缘中的空间电荷已经成为国内外电气绝缘领域的研究热点。目前关于聚合物老化机理的研究很多，其中比较有代表性的是加拿大的高观志(Kwan-Chi Kao)和国内西安交通大学的屠德民等人提出的热电子引发聚合物降解理论。在高电场作用下，电子/空穴通过肖特基效应(Schottky effect)或福勒-诺德海姆效应(Fowler-Nordheim effect)从电极注入到聚合物中，由于材料禁带能隙内存在大量的陷讲态，电子/空穴的平均自由路径短，因此很快被陷阱俘获而形成空间电荷。在空间电荷的入陷/复合过程中，当电荷由高能态迁移到低能态时，多余的能量通过非辐射形式转移给另ー个电子，使后者变成热电子。具有足够能量的热电子将导致分子降解而形成大量的大分子自由基，将进ー步引发自由基链式反应，导致聚合物的进ー步降解。热电子的产生和热电子的能量决定于陷阱的密度和深度，改变聚合物的陷阱深度或密度，就能改变热电子的形成几率和能量。因此空间电荷的注入、迁移、入陷/脱陷、复合等过程与材料内部陷阱特性密切相关，因此测量和分析材料的陷阱特性如能级、密度等，对于材料的空间电荷形成和抑制机理以及聚合物材料的老化状态表征和评估具有十分重要的意义。另ー方面，由于真空中沿面绝缘的击穿电压远低于绝缘子材料的体击穿电压，长期以来真空沿面闪络现象一直制约着真空绝缘性能的提高，増大了真空设备体积和费用，极大地限制了高功率脉冲设备的小型化和实用化进程。真空绝缘用无机材料或有机复合材料中通常存在大量的缺陷，这些缺陷通常来自晶体缺陷、杂质以及无定形区域的原子杂乱排列等。大量缺陷的存在使得材料内部及表面形成大量的局域态能级，即陷阱。材料表面的陷阱会导致材料表面带电不均匀，进而畸变局部电�。�另外陷阱电荷的注入和释放过程也会对沿面闪络现象产生重要影响。电介质的陷阱特性及表面带电特性长期以来一直受到广泛关注，认为其与真空条件下介质的沿面闪络特性密切相关。申请号为200710017229. 6的中国专利所公开的《一种聚合物材料陷阱參数的测试方法》适用于聚合物材料陷阱參数的测试，对于同属于固体电介质材料的无机绝缘材料，如氧化铝、可加工陶瓷等的陷阱參数测试则难于进行。西安交通大学的张冠军等人认为不同能级的陷阱可能对闪络进展有着不同的贡献，低能级陷阱捕获电荷后容易短时释放，易引起闪络放电(华北电カ大学李成榕和丁立健的观点与此一致)，而较深能级陷阱对于抑制材料表面的二次电子发射有一定的作用，通过提高深陷阱的密度可以在一定程度上提高沿面闪络电压，但由于陷阱电荷对电场的畸变作用，会使得一旦发生闪络后后续闪络容易发生。张冠军等人还认为陷阱參数可能是除表面电阻率、介电常数等參数外影响绝缘材料闪络电压的ー个更本征的參数。基于上述分析，陷阱特性十分显著地影响固体电介质材料的介电和放电特性，并可能成为ー种更为本征的固体电介质材料性能表征參数，因此测量和分析固体绝缘材料的陷阱參数具有十分重要的意义。加拿大的西蒙斯(J. G. Simmons)等人在上世纪70年代提出，可以通过受激励材料在等温条件下的电流衰减特性得到其任意能量水平的陷阱參数。此理论基于绝缘材料受激励后被陷阱俘获的载流子在恒温条件下的热脱陷过程，认为介质中处于浅陷阱的陷阱载流子先释放，而处于深陷阱的后释放；在恒温下热释放电流随时间而变化，这个电流反映了陷 阱能级的分布規律。其优点在于不需要任何陷阱分布先验假设，测量的等温衰减电流随时间的变化关系能直接反映材料的陷阱分布。另外基于固体介质在电场下注入载流子形成的空间电荷位置分布形式，可以通过測量表面电位衰减特性来区分电子和空穴陷阱，从而得到单ー载流子陷阱信息。

发明内容
本发明解决的问题在于提供ー种固体电介质材料陷阱參数測量装置及測量方法，既适用于无机绝缘材料，如氧化铝、可加工陶瓷等绝缘材料陷阱的测试，同时也适用于聚合物绝缘材料陷阱的测试。本发明是通过以下技术方案来实现ー种固体电介质材料陷阱參数測量装置，包括设置在恒温箱内的三电极电晕充电单元和表面电位衰减测量单元；所述的三电极电晕充电单元从下到上包括金属圆盘电极、金属网电极和针电极，其中金属圆盘电极接地，金属网电极和针电极分别与偏置直流电源和直流充电电源相连接;所述的表面电位衰减测量单元包括设置在绝缘支架上的电容式静电探头，电容式静电探头还依次连接有信号调理�？�、数据采集模块以及处理显示�？椋淮�测的试样设置在金属圆盘电极上，金属圆盘电极下面还与可旋转的金属加热盒相连接；在电荷注入时，试样位于金属网电极的下方；在表面电位衰减检测时，试样旋转至电容式静电探头的下方。所述的金属圆盘电极包括固定连接的铜盘电极和铝盘电极，铜盘电极放置在铝盘电极上，铜盘电极与试样连接的表面抛光处理；试样与铜盘电极通过导电硅脂粘接。所述的铜盘电极的直径为Φ 100 120mm,厚度8 IOmm ;招盘电极的直径为Φ200 250臟，厚度8 10mm，两者偏心距离为60 80mm ;针电极为不锈钢针，针尖曲率半径为3 5 μ m,金属网电极为招制圆环绷紧的不锈钢网，其直径为Φ80 100mm。所述的电容式静电探头与试样表面的距离可调，数据采集�？槎允匝�的表面电位衰减进行不间断自动采样和记录。所述的恒温箱内设有温湿度控制装置，温度控制装置包括设置在金属加热盒内的热电偶和设置在恒温箱内的石英红外加热管，热电偶与石英红外加热管并联后与温度控制装置相连接；湿度控制装置包括设置在恒温箱内的干燥剂。ー种基于所述装置的固体电介质材料陷阱參数測量方法，包括以下步骤I)将背面涂有导电硅脂的待测试样粘接在金属圆盘电极上，面对金属网电极的一面保持洁净，关闭恒温箱门； 2 )对试样预热后，先在金属网电极上施加直流偏置电压，然后给针电极施加直流充电电压，三电极电晕充电单兀产生电晕放电对试样注入电荷；在设定的时间注入电荷完毕后，先撤去直流充电电压，后撤去直流偏置电压；3)在试样表面覆盖铝箔并短路放电，去除表面自由电荷；
4)去除表面自由电荷后，旋转金属圆盘电扱，将试样表面电荷注入中心区域移至 电容式静电探头正下方，调整电容式静电探头与试样表面距离，试样的表面电位衰减由电容式静电探头得到，然后通过信号调理�？楹褪�据采集�？槭淙氪�理显示模块进行采样和记录；通过等温电流衰减理论计算得出试样的出不同能级分布的陷阱密度。所述的预热是将试样在50 60°C下预热20 30min，预热是通过设置在金属加热盒内的热电偶来提供热量。所述的直流偏置电压为+2kV或_2kV，直流充电电压为+IOkV或-IOkV ；在施加电压后，在针电极的针尖处发生电晕放电，空气被电离而产生带电质点，针尖周围形成电离区；在电场作用下带电离子经金属网电极向试样表面漂移，带电离子在金属网电极与试样之间形成均匀的电荷漂移区，带电离子的电子被试样表面的陷阱态俘获，从而获得均匀的表面带电效果。所述的注入电荷的时间为I lOmin，注入电荷完毕后，在试样表面覆盖铝箔并短路放电O. 5 lmin，去除表面自由电荷；所述的电容式静电探头与试样表面距离保持为2 3mm，表面电位衰减的采样时间可根据采样要求设计。根据等温电流衰减理论，假设热释放的载流子不再陷阱化，陷阱能级Et以及等温电流密度J与陷阱密度Nt的关系为
i'A', =kT\n{n)
_] j J =外施电压撤去后表面电位的衰减与电流密度J的关系为
ε,ε,. \\{ι)’,{/)= ------—
d d/ (2)其中Et为陷阱能级，k为Boltzmann常数,T为绝对温度，Y为电子振动频率,t为时间为等温电流密度，q为电子电量，d为试样的厚度，f0(E)为陷阱初始占有率，Nt (Et)为陷阱能量分布函数；ε ^为真空介电常数，ε r为介质材料的相对介电常数，Vs(t)为表面电位，电子陷阱的能量以导带底为零点计算，空穴陷阱的能量以价带顶为零点计算；首先根据式⑵由表面电位计算出等温衰减电流，再根据式⑴即可计算出不同能级分布的陷阱密度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果本发明提供的固体电介质材料陷阱參数測量装置及方法，是基于等温电流衰减理论来计算试样的陷阱能级和陷阱密度參数，其中通过三电极电晕充电单元对试样的电荷注入和表面电位衰减测量単元检测电荷注入后的表面电位衰減。根据等温电流衰减理论，表面电位等温衰减过程中，介质中处于浅陷阱的电荷先释放，而处于深陷阱的电荷后释放。在恒定温度下热释放电流随时间而变化，这个电流的变化反映了陷阱能级的分布规律。通过等温条件下试样表面电位衰减特性，可计算得到等温衰减电流，并进而计算出试样的陷阱能级和陷阱密度參数。本发明既适用于无机绝缘材料，如氧化铝、可加工陶瓷等绝缘材料陷阱的测试，同时也适用于聚合物绝缘材料陷阱的测试。本发明提供的固体电介质材料陷阱參数測量装置及方法，在电荷注入是能够获得均匀的表面带电效果充电时金属圆盘电极经过预热后，能够保证充分注入电荷。在施加高压作用下，在针尖处发生电晕放电，空气被电离从而产生大量的带电质点，针尖周围形成电离区。以施加负极性电压为例，在电场作用下负离子经金属网电极向试样表面漂移，由于金 属网电极与下面的金属圆盘电极之间的电场分布比较均匀，负离子会在金属网电极与试样之间形成均匀的电荷漂移区，负离子中的电子将被试样表面的陷阱态俘获，从而能够获得均匀的表面带电效果。表面电位的衰减特性受环境影响极大，而本发明提供的固体电介质材料陷阱參数測量装置及方法，在恒温箱中进行，能够保持温度严格恒定，并通过放置固体干燥剂控制恒温箱内部相対湿度低于40%。本发明提供的固体电介质材料陷阱參数測量装置及方法，基于固体介质在直流电场下注入载流子形成的空间电荷位置分布形式，认为表面电位主要由试样表面层电荷(电子或空穴)決定，因此可以通过测量表面电位衰减特性来区分电子和空穴陷阱，从而得到单一载流子陷阱信息。本发明具有稳定性好和抗电磁干扰强的优点，搭配合理，操作方便。为研究固体电介质材料的陷阱特性提供理论和技术支持，可为陷阱參数表征聚合物绝缘材料老化状况和聚合物的老化规律研究，以及固体电介质表面带电现象及其对沿面闪络性能影响等方面的研究提供一种有效的分析手段。


图I为本发明的測量装置的结构示意图；图2为本发明测量的聚酯(PET)绝缘薄膜的表面电位曲线(为施加正极性电压)；图3为本发明测量的聚酯(PET)绝缘薄膜的表面电位曲线(为施加负极性电压)；图4为本发明測量得到的聚酯(PET)薄膜的陷阱能级分布图；图5为本发明測量得到的Al2O3薄片的陷阱能级分布图。其中，I为直流充电电源；2为偏置直流电源；3为针电极；4为金属网电极；5为试样；6为金属圆盘电极；7为金属加热盒；8为电容式静电探头；9为信号调理�？椋�10为信号采集�？椋�11为处理显示模块；12为恒温箱，13为绝缘支架。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进ー步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。參见图1，ー种固体电介质材料陷阱參数測量装置，包括设置在恒温箱12内的三电极电晕充电单元和表面电位衰减测量单元；所述的三电极电晕充电单元从下到上包括金属圆盘电极6、金属网电极4和针电极3，其中金属圆盘电极接地6，金属网电极4和针电极3分别与偏置直流电源2和直流充电电源I相连接；所述的表面电位衰减测量单元包括设置在绝缘支架13上的电容式静电探头8，电容式静电探头8还依次连接有信号调理�？�9、数据采集�？�10以及处理显示�？�11。

具体的，恒温箱12的尺寸为400X400X400mm，也可以根据实际的工作情况，确定具体结构尺寸。恒温箱由底座、箱体罩、顶盖三部分组成，三者可拆分和组合，方便内部试验系统组装。箱体正面设计有可以开合的箱门，方便人员操作。所述的三电极电晕充电单元的设置为恒温箱12内部有接地的金属圆盘电极6，金属圆盘电极6下面与可旋转的金属加热盒7固定，上面有通过导电硅脂粘接的绝缘试样5，金属圆盘电极6的上方设有针电极3和金属网电极4，并分别接有直流充电电源I和偏置直流电源2 ；进ー步的，针电极3为不锈钢针，针尖曲率半径5 μ m ;金属网电极4为用铝制圆环绷紧的不锈钢网，网孔大小O. 6X0. 6mm,网直径Φ IOOmm ;接地的金属圆盘电极6为包括铜盘电极和招盘电极。铜盘电极在上，直径Φ 120mm,厚度IOmm ;招盘电极在下,直径Φ 250mm,厚度IOmm,两者偏心距离为60mm,通过螺栓固定。铜电极表面精细抛光以保证试样与电极良好的电接触性。所述的表面电位衰减测量単元的设置为恒温箱12内设有绝缘支架13，该绝缘支架13上装设电容式静电探头8，电容式静电探头8与试样5表面的距离通过调整机构精确可调；电容式静电探头8依次与恒温箱12外部的信号调理�？�9、数据采集�？�10以及处理显示�？�11相连；数据采集和记录系统能够对表面电位衰减进行不间断自动采样和记求。信号调理�？�9所调理的信号为电容式静电探头8输出的按一定比例衰减的表面电位信号，通过滤波和放大输出符合数据采集�？�10采样要求的模拟信号；数据采集模块10对模拟信号进行采样而转换为数字信号，输入计算机单元。处理显示模块11为计算机，主要通过软件对输入的数字信号进行显示和存储。进一歩，电容式静电探头(8)与试样(5)表面的距离可调，数据采集�？�(10)对试样的表面电位衰减进行不间断自动采样和记录；具体的，所述的电容式静电探头与试样表面距离保持为2 3mm，表面电位衰减的采样时间可根据采样要求设计。进ー步的，恒温箱12内设有试样预热系统，金属圆盘电极6的铝盘电极下面通过螺栓与加热金属盒7固定连接，金属加热盒7的尺寸为250 X 250 X 20mm,金属加热盒中心打通孔，铝盘电极背面中心打盲孔，两者用螺栓固定连接。金属加热盒7内部放置串联的热电偶2支，与设置在恒温箱12外部的温度控制系统相连接后对电极进行加热，从而对试样预热，以保证电荷的注入。
恒温箱12内试样的旋转移动为在加热金属盒7的底部设计有金属转盘，金属转盘通过螺栓与加热金属盒7及其上面的金属圆盘电极6固定连接，可实现接地的金属圆盘电极6自由旋转。所述部件均放置在一个用绝缘支撑的金属铝板平台上，旋转结构设计可实现试样的位置角度调节，能够实现在试样电荷注入和表面电位衰减测量两种状态下自由切換。由于固体电介质材料的表面电位衰减特性受温度、湿度影响很大，恒温箱12内设有温湿度控制系统，系统设计有精确的温度控制系统，温度控制精度为±0. 1°C。恒温箱12内内部设计有两个加热源，ー是放置在金属加热盒内的热电偶，可对金属圆盘电极6的铝盘电极及其上面的试样进行预热；ニ是放置在恒温箱12内的石英红外加热管，可实现对箱体内空气的均匀加热。两个加热源并联，并统一由温度控制器控制。湿度控制通过箱内放置变压器专用干燥剂硅胶进行控制，湿度一般控制在40%以下，满足要求。表面电位的衰减特性受环境影响极大，所以实验在恒温箱12中进行，实验过程中保持温度严格恒定，并通过放置固体干燥剂控制恒温箱12内部相対湿度低于40%。 基于所述装置的固体电介质材料陷阱參数測量方法，包括以下步骤I)将背面涂有导电硅脂的待测试样粘接在金属圆盘电极上，面对金属网电极的一面保持洁净，关闭恒温箱门；2)对试样预热后，先在金属网电极上施加直流偏置电压，然后给针电极施加直流充电电压，三电极电晕充电单兀产生电晕放电对试样注入电荷；在设定的时间注入电荷完毕后，先撤去直流充电电压，后撤去直流偏置电压；具体的，用导电硅脂将试样5贴在金属圆盘电极6上，针电极3与金属网电极4距离为2cm，金属网电极4与试样5距离约为1cm，针电极3施加+IOkV或-IOkV直流充电电压，金属网电极4施加+2kV或-2kV的直流偏置电压，每次注入电荷时间为I lOmin，充电时加热圆盘电极至60°C，以保证充分注入电荷。在施加高压作用下，针电极3在针尖处发生电晕放电，空气被电离从而产生大量的带电质点，针尖周围形成电离区。以施加负极性电压为例，在电场作用下负离子经金属网电极4向试样5表面漂移，由于金属网电极4与下面的金属圆盘电极6之间的电场分布比较均匀，负离子会在金属网电极4与试样5之间形成均匀的电荷漂移区，负离子中的电子将被试样5表面的陷阱态俘获，从而获得均匀的表面带电效果。3)在试样表面覆盖铝箔并短路放电，去除表面自由电荷；具体的，试样5电荷注入完毕后,依次撤去直流充电电压和直流偏置电压,在试样5表面覆盖铝箔并短路放电，保持短路放电O. 5 Imin (约Imin为佳)以去除试样表面沉积的自由电荷(非陷阱电荷)。4)去除表面自由电荷后，旋转金属圆盘电扱，将试样表面电荷注入中心区域移至电容式静电探头正下方，调整电容式静电探头与试样表面距离，试样的表面电位衰减由电容式静电探头得到，然后通过信号调理�？楹褪�据采集模块输入处理显示�？榻�行采样和记录；通过等温电流衰减理论计算得出试样的陷阱能级和陷阱密度參数。具体的，短路放电后，旋转接地金属圆盘电极6将试样表面充电区域移至电容式静电探头8下，采用非接触方式測量试样的表面电位衰減，电容式静电探头8与试样5表面的距离为2mm。电容式静电探头8输出的信号由信号调理�？�9调理后，接入与计算机相连的数据采集�？�10中，就可以对试样5的表面电位进行连续采样，表面电位衰减的采样时间可根据采样要求设计，实验中一般将数据采集系统设定为每I 5s (具体采用Is)采样一次。根据等温电流衰减理论，表面电位等温衰减过程中，介质中处于浅陷阱的电荷先释放，而处于深陷阱的电荷后释放。在恒定温度下热释放电流随时间而变化，这个电流的变化反映了陷讲能级的分布规律。通过等温条件下 试样5表面电位衰减特性,可计算得到等温衰减电流，并进而计算出试样5的陷阱能级和陷阱密度參数。根据等温电流衰减理论，假设热释放的载流子不再陷阱化，陷阱能级Et以及等温电流密度J与陷阱密度Nt的关系为
权利要求
1.ー种固体电介质材料陷阱參数測量装置，其特征在于，包括设置在恒温箱(12)内的三电极电晕充电单元和表面电位衰减测量单元； 所述的三电极电晕充电单元从下到上包括金属圆盘电极(6)、金属网电极(4)和针电极(3)，其中金属圆盘电极(6)接地，金属网电极(4)和针电极(3)分别与偏置直流电源(2)和直流充电电源(I)相连接； 所述的表面电位衰减测量単元包括设置在绝缘支架(13 )上的电容式静电探头(8 )，电容式静电探头(8)还依次连接有信号调理�？�(9)、数据采集�？�(10)以及处理显示�？�(11)； 待测的试样(5)设置在金属圆盘电极(6)上，金属圆盘电极(6)下面还与可旋转的金属加热盒(7)相连接；在电荷注入时，试样(5)位于金属网电极(4)的下方；在表面电位衰减检测时，试样旋转至电容式静电探头(8)的下方。
2.如权利要求I所述的固体电介质材料陷阱參数測量装置，其特征在于，所述的金属圆盘电极(6)包括固定连接的铜盘电极和铝盘电极，铜盘电极放置在铝盘电极上，铜盘电极与试样连接的表面抛光处理；试样(5)与铜盘电极通过导电硅脂粘接。
3.如权利要求2所述的固体电介质材料陷阱參数測量装置，其特征在于，所述的铜盘电极的直径为Φ 100 120mm,厚度8 IOmm ;招盘电极的直径为Φ200 250mm,厚度8 IOmm,两者偏心距离为60 80mm ;针电极(3)为不锈钢针,针尖曲率半径为3 5 μ m,金属网电极(4)为铝制圆环绷紧的不锈钢网，其直径为Φ80 100_。
4.如权利要求I所述的固体电介质材料陷阱參数測量装置，其特征在于，所述的电容式静电探头(8)与试样(5)表面的距离可调，数据采集�？�(10)对试样的表面电位衰减进行不间断自动采样和记录。
5.如权利要求I所述的固体电介质材料陷阱參数測量装置，其特征在于，恒温箱(12)内设有温湿度控制装置，温度控制装置包括设置在金属加热盒(7)内的热电偶和设置在恒温箱(12)内的石英红外加热管，热电偶与石英红外加热管并联后与温度控制装置相连接；湿度控制装置包括设置在恒温箱(12)内的干燥剂。
6.ー种基于权利要求I所述装置的固体电介质材料陷阱參数測量方法，其特征在干，包括以下步骤 I)将背面涂有导电硅脂的待测试样粘接在金属圆盘电极上，面对金属网电极的一面保持洁净，关闭恒温箱门； 2 )对试样预热后，先在金属网电极上施加直流偏置电压，然后给针电极施加直流充电电压，三电极电晕充电单兀产生电晕放电对试样注入电荷；在设定的时间注入电荷完毕后，先撤去直流充电电压，后撤去直流偏置电压； 3)在试样表面覆盖铝箔并短路放电,去除表面自由电荷； 4)去除表面自由电荷后，旋转金属圆盘电扱，将试样表面电荷注入中心区域移至电容式静电探头正下方，调整电容式静电探头与试样表面距离，试样的表面电位衰减由电容式静电探头得到，然后通过信号调理�？楹褪�据采集�？槭淙氪�理显示�？榻�行采样和记录；通过等温电流衰减理论计算得出试样的出不同能级分布的陷阱密度。
7.如权利要求6所述的固体电介质材料陷阱參数測量方法，其特征在于，所述的预热是将试样在50 60°C下预热20 30min，预热是通过设置在金属加热盒内的热电偶来提供热量。
8.如权利要求6所述的固体电介质材料陷阱參数測量方法，其特征在于，所述的直流偏置电压为+2kV或-2kV，直流充电电压为+IOkV或-IOkV ； 在施加电压后，在针电极的针尖处发生电晕放电，空气被电离而产生带电质点，针尖周围形成电离区；在电场作用下带电离子经金属网电极向试样表面漂移，带电离子在金属网电极与试样之间形成均匀的电荷漂移区，带电离子的电子被试样表面的陷阱态俘获，从而获得均匀的表面带电效果。
9.如权利要求6所述的固体电介质材料陷阱參数測量方法，其特征在于，所述的注入电荷的时间为I lOmin，注入电荷完毕后，在试样表面覆盖铝箔并短路放电O. 5 lmin，去除表面自由电荷； 所述的电容式静电探头与试样表面距离保持为2 3mm，表面电位衰减的采样时间可根据采样要求设计。
10.如权利要求6所述的固体电介质材料陷阱參数測量方法，其特征在于，根据等温电流衰减理论，假设热释放的载流子不再陷阱化，陷阱能级Et以及等温电流密度J与陷阱密度Nt的关系为
全文摘要
本发明公开了一种固体电介质陷阱参数测量装置及测量方法，采用三电极电晕放电系统对固体电介质材料进行充电，将待测材料试样置于单针电极和金属网电极下方，试样通过导电硅脂粘在金属圆盘电极上，三电极系统对试样充电，充电后，撤掉外施电压，并短路放电，去除表面自由电荷，测量试样的表面电位衰减，通过信号调理电路和数据采集系统计算得出材料的陷阱能级和陷阱密度参数；系统包括恒温箱体，三电极电晕充电系统，表面电位测量系统，试样预热系统，可旋转电极，温湿度控制系统。本发明为陷阱参数表征聚合物绝缘材料老化状况和聚合物的老化规律研究，为固体电介质表面带电现象及其对沿面闪络性能影响等方面的研究提供一种有效的分析手段。
文档编号G01N27/60GK102841123SQ20121032323
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者申文伟, 张冠军, 穆海宝, 邓军波 申请人:西安交通大学