SU771524A1 - Способ определени посто нной времени релаксации объемного зар да и объемной электропроводности диэлектриков - Google Patents

Description

ваетс  воздействие околозлектродньЛх процессов на разр д конденсатора. Цель изобретени  повьлшение точности определени  посто нной времени релаксации объемного зар да и электропроводности диэлектрика путем исключени  вли ни  на точность измерени  выноса носителей зар да при измерени х в жидких диэлектриках, исключени  необходимости измерени  бол ших сопротивлений дл  твердьк диэлек триков, а также путем исключени  вли ни  околоэлектродных процессов, Цель достигаетс  тем, что в межэлектродное пространство ввод т, по крайней мере, один слой вспомогатель ного диэлектрика, измен ют соотношение толщин слоев исследуемого и вспо могательного диэлектриков, определ ю посто нные времени изменени  напр женности электрического пол  на одном из электродов при каждом фиксированном соотношении толщин слоев пр подаче посто нного напр жени  на электроды. При этом при двухкратном изменении соотношени  толщин слоев вспомо гательного и исследуемого диэлектриков посто нную времени релаксации объемного зар да и электропроводност определ ют по формулам:. .. ( У.0- (ое т,(еое,)-т2() ,) о - л ;;f EI Ег где (ч и т - коэффициенты пропорциональности , завис щи от соотношений толщин диэлектриков; посто нные времени изменени  электрического пол  при двух различных соотношени х толщин диэлектриков; - диэлектрическа  прони цаемость и удельна  объемна  электропровод ность вспомогательного диэлектрика; J и - посто нна  времени релаксации и удельна  объемна  электропровод ность исследуемого диэлектрика; ЕО - диэлектрическа  посто  При троекратном изменении соотношени  толщин слоев вспомогательного и исследуемого диэлектриков посто нную времени релаксации объемного зар да и электропроводность определ ют по формулам: mtiE(CEi-tElVm2C,(€ei-lE3 3i r ° m ltE - ElVmlREr E si EZ- El) .. ,)1з( Е1- Е11 о 4 l43l4r EiVm,rrijfE2 lJ,,-t,,,,,r.,,) где rrij - коэффициент пропорциональности , завис щий от третьего соотношени  толщин диэлектриков ; f .j - посто нна  времени изменени  напр женности электрического пол  при третьем соотношении толщин диэлектриков . Благодар  тому что -при этом по вл етс  возможность ограничить величину выносимого из объема электрическими силами зар да величиной зар да на границе раздела диэлектриков, повышаетс  точность определени  посто нной времени релаксации объемного зар да и электропроводности жидких диэлектриков. При исследовании твердых диэлектриков в этом случае искл1-1чаетс  необходимость в измерени х больших сопротивлений образцов, за счет чего также повышаетс  точность. И, наконец, благодар  тому что исследуемый диэлектрик может быть в процессе измерений изолирован от электродов вспомогательным диэлектриком, исключаетс  вли ние околоэлектродных процессов на точность определени  посто нной времени релаксации объемного зар да электропроводности. На фиг. 1 схематически показаны исследуемый и вспомогательный диэлектрики , помещенные в межэлектродное пространство, разрез; на фиг. 2 - исследуемый и вспомогательный многослойный диэлектрики в межэлектродном пространстве, разрез; на фиг. 3 кривые зависимости напр женности пол  на электродах и плотности зар да на. границе раздела диэлектриков от времени при различных соотношени х толщин слоев диэлектриков. Способ осуществл ют следующим образом . Дл  определени  посто нной времени релаксации объемного зар да и/или электропроводности исследуемого диэлектрика 1 (фиг. 1 и 2) последний помещают между электродами 2 и в межэлектродное пространство ввод т хот  бы один слой 3 вспомогательного диэлектрика с диэлектрической проницаемостью 2 и электропроводностью у . Количество слоев исследуемого и вспомогательного диэлектриков может быть различным, это не оказывает вли ни  на определение искомых величин. После образовани  указанной слоистой системы из исследуемого и вспомогательного диэлектриков к электродам 2 приклсщывают посто нное напр жение и определ ют посто нную времени t изменени  напр женности электрического пол  на одном из электродов. Затем измен ют соотношение толщин слоев риэлектриков , например, изменив толщину

вспомогательного диэлектрика, и повтор ют определение посто нной времени изменени  напр женности электрического пол .

На фиг. 3 изображены кривые изменени  напр женностей пол  на электродах и поверхносг х зар да на границе раздела, причем сплошные и пунктирные линии соответствуют двум различным соотношени м толщин диэлектриков. По формулам, св зывающим определенные таким образом посто нные времени и соотношени  толщин слоев с посто нной времени релаксации объемного зар да 1 исследуемого диэлектрика или его электропроводностью у , определ ют эти величины. Эти соотношени  могут быть получены аналитически или путем тарировки.

При определении посто нной времени релаксации объемного зар да и электропроводности диэлектриков описанным способом существенно повышаетс  точность благодар  тому, что вли ние околоэлектродных процессов исключаетс  за счет использовани  больших толщин слоев исследуемого диэлектрика , а также за счет изолировани  исследуемого диэлектрика от электродов при помощи вспомогательного диэлектрика. Кроме того, дл  жидких диэлектриков точность повышаетс  благодар  тому, что вынос носителей зар да из объема исследуемого диэлектрика может быть ограничен величиной зар да на границе раздела диэлектриков и не зависит от времени приложени  напр жени , а дл  твердых диэлектриков исключаетс  необходимость измерени  больших электрических сопротивлений образцов.

Способ основываетс  на зависимости от геометрических соотношений времени формировани  в электрическом поле свободного зар да на границе раздела сред с Е азличными диэлектрическими проницаемост ми и электропроводност ми . Эта закономерность по временным параметрам совпадает с закономерностью изменени  напр женности электрического пол  на электродах.

При определении посто нной времени релаксации твердого диэлектрика (или его электропроводности) вспомогательный диэлектрик может быть выбран с большей или меньшей известной электропроводностью, за счет чего можно варьировать результирукнцую посто нную времени СЕ . При этом исключаетс  необходимость измерени  мгшых токов, что позвол ет повысить точность определени  jj .

Применение предлагаемого способа позволит определ ть посто нную вре мени релаксации объемного зар да и электропроводность как жидких, так и твердых диэлектриков с повышенной точностью. Повышение точности определени  электропроводности и посто н ной времени релаксации объемно1о зар дда диэлектриков позволит более качественно и точно решать задачи электростатической защиты систем и оборудовани  при использовании диэлектрических материалов, их изготовлении и транспортировке, обеспечива  взрывои пожаробезопасность в более широком диапазоне технологических режимов.

Определение посто нной времени релаксации объемного зар да и электроo проводности диэлектрической жидкости предлагаемым способом дает повтор емые результаты с погрешностью, не превышающей 5% независимо от величины прилагаемого напр жени  в диапа5 зоне от 4 до 1000 В и времени приложени  напр жени  в диапазоне от 1 до 15 мин, а также независимо от количества циклов приложени  напр жени .

Claims (3)

1.Способ определени  посто нной времени релаксации объемного зар да

и объемной электропроводности диэлектриков , при котором иccлeдye ШIй диэ5 лектрик помещают в межэлектродное пространство, к электродам прикладывают посто нное напр жение и определ ют посто нную времени изменени  электрическогО сигнала на электродах, отличающийс : тем, что, с

0 целью повышени  точности определени , в межэлектродное пространство ввод т, по крайней мере, один слой вспомогательного диэлектрика, измен ют соотношение толщин слоев исследуемого и

5 вспомогательного диэлектриков, опре дел ют посто нные времени изменени  напр женности электрического пол  н;одном из электродов при каждом фиксированном соотношении толщин слоев ди0 электриков и по соотношени м, св зывающим эти посто нные времени и соотношени  толщин слоев с определ емыми параметрами, вычисл ют посто нную времени релаксации объемного зар да

5 и объемную электропроводность исследуемого диэлектрика.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что при известной диэлектрической проницаемости вспомо0 гательного диэлектрика определение посто нной времени изменени  напр женности электрического пол  производ т при трех различных соотношени х толщин слоев диэлектриков и определ ют указанные параметры по формулам:

5

(cE -tg;ЬlTl LE2 tE - Ei)mэcEз( (%l- Ei)(

m-(() €о€,

0

3.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что при известных диэлектрической проницаемости и улель5

н6й объемной электропроницаемости вспомогательного диэлектрика определение посто нной времени изменени  электрического пол  производ т при двух различных соотношени х толщин слоев диэлектриков и определ ют указанные параметры по формулам:

0,.(oe,gEzy,)-ma2c2(Co,,) ,,t „Eч-1 E1У

4r.(o.

У

ЕГ42

посто нна  времени релаксации объемного зар да и удельна  объемна  электропроводность исследуемого диэлектрика;

-коэффициенты пропорциональности , завис щие от

соотношени  толщин диэлектриков ;

Е2 Е2| посто нные времени изменени  электрического пол  при трех различных соотнооюни х толщин слоев диэлектриков ;

е - диэлектрическа  проницаемость вспомогательного дХиэлектрика; ЕО - диэлектрическа  посто нна .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Казарновский п.м., Тареев Б.М. Испытани  электроизол ционных материалов . М., Энерги , 1969, с.31-33.

. 2.Ke4nkenber4.J.L.Vanden , EEectroatat c ш1Ке PetroEeum iJhoBustnu, Eesevien pubeishing comp.,l958,(j..p.39(npoToTMn).