CN114355052A - 一种非线性绝缘介质暂态介电特性检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种非线性绝缘介质暂态介电特性检测方法及装置，以非线性绝缘介质为测试对象，以极化和退极化电流时域谱以及极化电流和退极化表面电位时域谱为测试手段实现介电响应信息的获取，通过实验验证构建非线性绝缘介质界面极化模型，实现对绝缘介质退极化电流的非单调变化规律的预测。由此，本申请提供的方法，实现了对非线性绝缘介质暂态介电特性的检测，完善了绝缘介质在方波电压下的极化和退极化电流以及表面电位时域谱的测试技术。
Description
技术领域
本申请涉及一种介电特性检测的技术领域，尤其涉及一种非线性绝缘介质暂态介电特性检测方法及装置。
背景技术
非线性绝缘介质暂态介电特性指非线性绝缘介质在脉冲、阶跃以及直流叠加脉冲等非周期瞬变电场下表现出的宏观介电响应特性。同时，在高压绝缘结构中的电场分布取决于电导率的空间分布，而电缆或附件中应用绝缘材料的电导率介电常数又是电场的非线性函数，由此高压绝缘电场分布问题是关于电场的非线性问题。因此，如何在非线性绝缘介质暂态介电特性进行检测是亟需解决的问题。
发明内容
本申请提供一种非线性绝缘介质暂态介电特性检测方法及装置，以提供一种非线性绝缘介质暂态介电特性检测方法。
本申请第一方面实施例提出一种非线性绝缘介质暂态介电特性检测方法，包括：
以非线性绝缘介质为测试对象，以极化和退极化电流时域谱以及极化电流和退极化表面电位时域谱为测试手段实现介电响应信息的获取；
通过实验验证构建非线性绝缘介质界面极化模型，实现对绝缘介质退极化电流的非单调变化规律的准确预测。
本申请第二方面实施例提出一种非线性绝缘介质暂态介电特性检测装置，包括：
获取模块，用于以非线性绝缘介质为测试对象，以极化和退极化电流时域谱以及极化电流和退极化表面电位时域谱为测试手段实现介电响应信息的获取；
处理模块，用于通过实验验证构建非线性绝缘介质界面极化模型，实现对绝缘介质退极化电流的非单调变化规律的准确预测。
本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
本申请提出的非线性绝缘介质暂态介电特性检测方法及装置，以非线性绝缘介质为测试对象，以极化和退极化电流时域谱以及极化电流和退极化表面电位时域谱为测试手段实现介电响应信息的获取，通过实验验证构建非线性绝缘介质界面极化模型，实现对绝缘介质退极化电流的非单调变化规律的准确预测。由此，本申请提供的方法，实现了对非线性绝缘介质暂态介电特性的检测，完善了绝缘介质在方波电压下的极化和退极化电流以及表面电位时域谱的测试技术。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请一个实施例提供的非线性绝缘介质暂态介电特性检测方法的流程示意图；
图2为根据本申请一个实施例提供的非线性绝缘介质暂态介电特性检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
本申请提出的非线性绝缘介质暂态介电特性检测方法及装置，以非线性绝缘介质为测试对象，以极化和退极化电流时域谱以及极化电流和退极化表面电位时域谱为测试手段实现介电响应信息的获取，通过实验验证构建非线性绝缘介质界面极化模型，实现对绝缘介质退极化电流的非单调变化规律的准确预测。由此，本申请提供的方法，实现了对非线性绝缘介质暂态介电特性的检测，完善了绝缘介质在方波电压下的极化和退极化电流以及表面电位时域谱的测试技术。
下面参考附图描述本申请实施例的非线性绝缘介质暂态介电特性检测方法及装置。
实施例一
图1为根据本申请一个实施例提供的基于柔性升压并网光伏系统的低电压穿越控制方法的流程示意图，如图1所示，所述方法可以包括：
步骤101、以非线性绝缘介质为测试对象，以极化和退极化电流时域谱以及极化电流和退极化表面电位时域谱为测试手段实现介电响应信息的获取。
步骤102、通过实验验证构建非线性绝缘介质界面极化模型，实现对绝缘介质退极化电流的非单调变化规律的准确预测。
其中，在本公开的实施例中，还可以考虑非线性绝缘介质的非线性属性。
具体的，在本公开的实施例中，上述方法还可以包括：
考虑非线性绝缘介质的非线性属性，以极化和退极化电流时域谱测试技术为手段，通过实验确定单层非线性绝缘介质在不同电场下的极化和退极化行为；
通过极化和退极化电流时域谱的分析探明非线性绝缘极化和退极化动力学演变过程，并以此为基础探索非线性绝缘松弛极化的表征途径。
进一步地，在本公开的实施例中，上述方法还可以包括：
以松弛极化强度变化率为表征参量，通过建立松弛极化强度变化率与电场和时间关系，以及松弛极化强度变化率与松弛极化强度稳态值和瞬时值之差关系，对非线性绝缘介质暂态极化特性及表征进行实验，实现对非线性绝缘介质极化暂态特性的表征。
进一步地，在本公开的实施例中，上述方法还可以包括：
对方波电场激励下电流时域谱和去掉激励电源后电位时域谱联合测试技术进行实验；电位时域谱包括表面电位衰减和回复电位时域谱，两种谱图均反映在开路状态下绝缘表面电位随时间变化，可获得时变电场历程下的非线性绝缘介质的退极化特性；基于表面电位衰减时域谱理论，并开发基于极化电流和表面电位衰减的绝缘材料介电性能的测试方法，并分析电位衰减过程中的松弛极化特性与表征。
进一步地，在本公开的实施例中，上述方法还可以包括：
以极化电流和表面电位回复联合测试为技术手段，测试电介质材料和绝缘材料(可能还包括非线性材料)在不同电场下的表面电位回复，根据测试结果计算在电位回复过程中的松弛极化强度随时间变化率与松弛极化强度，分析松弛极化导数与松弛极化强度在表面电位回复过程中随时间变化特性并与电位衰减和短路过程比较，对在电位回复过程中的非线性绝缘介质的极化特性表征进行实验。
进一步地，在本公开的实施例中，上述方法还可以包括：
仿照单层绝缘介质的分析方式，对双层非线性绝缘介质的极化和退极化暂态特性进行理论分析，建立双层非线性绝缘介质的极化和退极化特性的数学模型；
根据双层非线性绝缘介质的极化和退极化特性的数学模型，得到双层非线性绝缘介质的极化和退极化电流随时间表现出多种变化趋势，与双层线性绝缘介质的界面极化和退极化行为有明显不同，因此通过实验测试双层非线性绝缘介质在不同电场下的极化和退极化暂态特性，以验证基于Maxwell-Wagner界面极化理论的立双层非线性绝缘介质数学模型的正确性和合理性。
本申请提出的非线性绝缘介质暂态介电特性检测方法及装置，以非线性绝缘介质为测试对象，以极化和退极化电流时域谱以及极化电流和退极化表面电位时域谱为测试手段实现介电响应信息的获取，通过实验验证构建非线性绝缘介质界面极化模型，实现对绝缘介质退极化电流的非单调变化规律的准确预测。由此，本申请提供的方法，实现了对非线性绝缘介质暂态介电特性的检测，完善了绝缘介质在方波电压下的极化和退极化电流以及表面电位时域谱的测试技术。
图2为根据本申请一个实施例提供的基于柔性升压并网光伏系统的低电压穿越控制装置的流程示意图，如图2所示，所述装置可以包括：
获取模块201，用于以非线性绝缘介质为测试对象，以极化和退极化电流时域谱以及极化电流和退极化表面电位时域谱为测试手段实现介电响应信息的获取；
处理模块202，用于通过实验验证构建非线性绝缘介质界面极化模型，实现对绝缘介质退极化电流的非单调变化规律的准确预测。
其中，在本公开的实施例中，上述装置还用于：
考虑非线性绝缘介质的非线性属性，以极化和退极化电流时域谱测试技术为手段，通过实验研究确定单层非线性绝缘介质在不同电场下的极化和退极化行为；
通过极化和退极化电流时域谱的分析探明非线性绝缘极化和退极化动力学演变过程，并以此为基础探索非线性绝缘松弛极化的表征途径。
进一步地，在本公开的实施例中，上述装置还用于：
以松弛极化强度变化率为表征参量，通过建立松弛极化强度变化率与电场和时间关系，以及松弛极化强度变化率与松弛极化强度稳态值和瞬时值之差关系，对非线性绝缘介质暂态极化特性及表征进行实验，实现对非线性绝缘介质极化暂态特性的表征。
进一步地，在本公开的实施例中，上述装置还用于：
对方波电场激励下电流时域谱和去掉激励电源后电位时域谱联合测试技术进行实验；电位时域谱包括表面电位衰减和回复电位时域谱，两种谱图均反映在开路状态下绝缘表面电位随时间变化，可获得时变电场历程下的非线性绝缘介质的退极化特性；基于表面电位衰减时域谱理论，并开发基于极化电流和表面电位衰减的绝缘材料介电性能的测试方法，并分析电位衰减过程中的松弛极化特性与表征。
进一步地，在本公开的实施例中，上述装置还用于：
以极化电流和表面电位回复联合测试为技术手段，测试电介质材料和绝缘材料在不同电场下的表面电位回复，根据测试结果计算在电位回复过程中的松弛极化强度随时间变化率与松弛极化强度，分析松弛极化导数与松弛极化强度在表面电位回复过程中随时间变化特性并与电位衰减和短路过程比较，对在电位回复过程中的非线性绝缘介质的极化特性表征进行实验。
进一步地，在本公开的实施例中，上述装置还用于：
仿照单层绝缘介质的分析方式，对双层非线性绝缘介质的极化和退极化暂态特性进行分析，建立双层非线性绝缘介质的极化和退极化特性的数学模型；根据双层非线性绝缘介质的极化和退极化特性的数学模型，得到双层非线性绝缘介质的极化和退极化电流随时间表现出多种变化趋势，与双层线性绝缘介质的界面极化和退极化行为有不同，因此通过实验测试双层非线性绝缘介质在不同电场下的极化和退极化暂态特性，以验证基于Maxwell-Wagner界面极化理论的立双层非线性绝缘介质数学模型的正确性和合理性。
本申请提出的非线性绝缘介质暂态介电特性检测方法及装置，以非线性绝缘介质为测试对象，以极化和退极化电流时域谱以及极化电流和退极化表面电位时域谱为测试手段实现介电响应信息的获取，通过实验验证构建非线性绝缘介质界面极化模型，实现对绝缘介质退极化电流的非单调变化规律的准确预测。由此，本申请提供的方法，实现了对非线性绝缘介质暂态介电特性的检测，完善了绝缘介质在方波电压下的极化和退极化电流以及表面电位时域谱的测试技术。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种非线性绝缘介质暂态介电特性检测方法，其特征在于，包括：
以非线性绝缘介质为测试对象，以极化和退极化电流时域谱以及极化电流和退极化表面电位时域谱为测试手段实现介电响应信息的获取；
通过实验验证构建非线性绝缘介质界面极化模型，实现对绝缘介质退极化电流的非单调变化规律的预测。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
考虑非线性绝缘介质的非线性属性，以极化和退极化电流时域谱测试技术为手段，通过实验确定单层非线性绝缘介质在不同电场下的极化和退极化行为；
通过极化和退极化电流时域谱的分析探明非线性绝缘极化和退极化动力学演变过程，并以此为基础探索非线性绝缘松弛极化的表征途径。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
以松弛极化强度变化率为表征参量，通过建立松弛极化强度变化率与电场和时间关系，以及松弛极化强度变化率与松弛极化强度稳态值和瞬时值之差关系，对非线性绝缘介质暂态极化特性及表征进行实验，实现对非线性绝缘介质极化暂态特性的表征。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对方波电场激励下电流时域谱和去掉激励电源后电位时域谱联合测试技术进行实验；电位时域谱包括表面电位衰减和回复电位时域谱，两种谱图均反映在开路状态下绝缘表面电位随时间变化，可获得时变电场历程下的非线性绝缘介质的退极化特性；基于表面电位衰减时域谱理论，并开发基于极化电流和表面电位衰减的绝缘材料介电性能的测试方法，并分析电位衰减过程中的松弛极化特性与表征。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
以极化电流和表面电位回复联合测试为技术手段，测试电介质材料和绝缘材料在不同电场下的表面电位回复，根据测试结果计算在电位回复过程中的松弛极化强度随时间变化率与松弛极化强度，分析松弛极化导数与松弛极化强度在表面电位回复过程中随时间变化特性并与电位衰减和短路过程比较，对在电位回复过程中的非线性绝缘介质的极化特性表征进行实验。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
仿照单层绝缘介质的分析方式，对双层非线性绝缘介质的极化和退极化暂态特性进行分析，建立双层非线性绝缘介质的极化和退极化特性的数学模型；
根据双层非线性绝缘介质的极化和退极化特性的数学模型，得到双层非线性绝缘介质的极化和退极化电流随时间表现出多种变化趋势，与双层线性绝缘介质的界面极化和退极化行为有不同，因此通过实验测试双层非线性绝缘介质在不同电场下的极化和退极化暂态特性，以验证基于Maxwel l-Wagner界面极化理论的立双层非线性绝缘介质数学模型的正确性和合理性。
7.一种非线性绝缘介质暂态介电特性检测装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于以非线性绝缘介质为测试对象，以极化和退极化电流时域谱以及极化电流和退极化表面电位时域谱为测试手段实现介电响应信息的获取；
处理模块，用于通过实验验证构建非线性绝缘介质界面极化模型，实现对绝缘介质退极化电流的非单调变化规律的预测。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还用于：
考虑非线性绝缘介质的非线性属性，以极化和退极化电流时域谱测试技术为手段，通过实验确定单层非线性绝缘介质在不同电场下的极化和退极化行为；
通过极化和退极化电流时域谱的分析探明非线性绝缘极化和退极化动力学演变过程，并以此为基础探索非线性绝缘松弛极化的表征途径。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还用于：
以松弛极化强度变化率为表征参量，通过建立松弛极化强度变化率与电场和时间关系，以及松弛极化强度变化率与松弛极化强度稳态值和瞬时值之差关系，对非线性绝缘介质暂态极化特性及表征进行实验，实现对非线性绝缘介质极化暂态特性的表征。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还用于：
对方波电场激励下电流时域谱和去掉激励电源后电位时域谱联合测试技术进行实验；电位时域谱包括表面电位衰减和回复电位时域谱，两种谱图均反映在开路状态下绝缘表面电位随时间变化，可获得时变电场历程下的非线性绝缘介质的退极化特性；基于表面电位衰减时域谱理论，并开发基于极化电流和表面电位衰减的绝缘材料介电性能的测试方法，并分析电位衰减过程中的松弛极化特性与表征。
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 索长友: "方波电压下非线性绝缘介质暂态介电特性与表征", 《中国博士学位论文全文数据库·工程科技Ⅱ辑》, no. 1, pages 1 - 117 * |
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Application publication date: 20220415 |