c)和步驟(d)中獲得的全部Um、tf數值，記為該待測絕緣液體正己烷的第 一組數據。
[0039] (f)更換測試腔體中的黃銅電極和試樣，重復上述步驟(b)_步驟(e)，直至得到待 測絕緣液體正己烷的三組平行數據。
[0040] (g)匯總得到的三組數據，以tf為橫坐標，Um為縱坐標繪制散點圖，采用公式（1)進 行數據擬合，
[0041 ] .⑴
[0042]兵τ，A、CT3與彳守測液體屬性相關的常數，擬合結果見附圖4。
[0043] (h)將擬合結果得到的A、c代入公式（1)中，進行固定A、c的約束條件下的擬合，擬 合結果圖見附圖5-7,獲得三組數據中to,對其求均值和標準差，即得到渡越時間To,并記Uc =A/(Toc)〇
[0044] (i)按照公式（2)計算該絕緣液體中的電子迀移率μ，其中，d為電極間距，取為 0.05mm，To為2.80ys，Uc為2.99kV，計算得到正己烷中電子的迀移率數值為2.98 X 10-7m2/Vs
[0045] y = d2/UcgTo (2)〇
[0046] 實施例2
[0047] 測試絕緣液體正庚烷(P.R.A Grade，CAS: 142-82-5)中的電子迀移率，其水分含量 為12 ± 2ppm，具體測試方法與實施例1相同。
[0048]根據實驗結果擬合得的To為4.14μS，Uc = 3.37kV，根據公式⑵得到正庚烷中電子 迀移率數值為1.79 X 10_7m2/Vs。
[0049] 利用該方法測得的擊穿電壓與電子迀移率數值與GE研究所的Crowe，以及布魯克 海文國家實驗室的Schmidt等研究者利用脈沖功率法和激發電流法所測的結果一致，絕緣 液體的擊穿強度隨著烷烴鏈長的增加而增大，電子迀移速率則隨著烷烴鏈長的增加而減 小。
[0050] 實施例3
[0051 ] 測試絕緣液體環己烷(P.R.A Grade，CAS: 110-82-7)中的電子迀移率，具體測試方 法與實施例1相同，不同水分含量環己烷中電子迀移率的測試結果如表1所示。
[0052] 表1不同水分含量環己烷中電子迀移率的測試結果
[0053]
[0054] 環己烷中水分含量增大降低電子迀移率值這一結果，與美國喬治理工大學Yang等 人的研究一致，極性水分子添加到絕緣液體環己烷中增加了介質中的陷阱，影響了電子在 介質中的傳輸。
[0055] 由于非極性液體介質中，水分等極性分子會快速吸附電子，影響過剩電子迀移對 應的電流信號，使得激發電流法無法獲得準確的電流信號，因此目前常用的激發電流法不 僅對于絕緣液體的純度要求極高，且無法適用于工程絕緣液體的測試。
【主權項】
1. 一種絕緣液體中電子遷移率的測量方法，其特征在于，采用多級雷電沖擊發生器，調 整出輸出電壓幅值在2.化V~IOkV的近似階躍電壓，施加不同幅值的階躍電壓，測量待測絕 緣液體在電極間的擊穿電壓和擊穿時延，通過分析擊穿電壓-擊穿時延曲線，計算出電子遷 移率。2. 根據權利要求1所述的一種絕緣液體中電子遷移率的測量方法，其特征在于， (1) 采用基于Marx回路的多級雷電沖擊發生器，通過調整擊穿球隙有效間距和波頭、波 尾電阻阻值，獲得近似階躍電壓； (2) 將不同幅值的階躍電壓施加到電極之間，測量待測絕緣液體的擊穿電壓和擊穿時 延，每一絕緣液體取=組平行試樣分別測試;然后，W擊穿時延為橫坐標、擊穿電壓為縱坐 標作圖，得到=組擊穿電壓-擊穿時延曲線；對曲線結果進行匯總、擬合，計算得出集合參 數，推導出電子渡越時間，最后計算得到電子遷移率。3. 根據權利要求1所述的一種絕緣液體中電子遷移率的測量方法，其特征在于，具體步 驟為： (a) 采用基于Marx回路的多級雷電沖擊發生器，調整隔離間隙、波頭電阻阻值和波尾電 阻阻值，使得空載條件下，=次重復輸出電壓幅值的波動不超過±10%;具體參數為:輸出 電壓幅值2.5kV~lOkV，波前時間0.化S，波尾時間大于10化S; (b) 將第一份待測絕緣液體試樣添加到測試腔體中，一端電極接地，另一端與高壓輸出 相接，調整黃銅電極間距為0.05+ 0.01mm; (C)施加電壓至出現截斷波形，記錄擊穿電壓Um、擊穿時延tf數值，每個電壓下重復=次 實驗，記錄Um、tf數值，數值最低的記為Us ; (d) 逐級提高施加電壓，得到不同的Um、tf數值，直到 (e) 步驟k)和步驟(d)中獲得的全部Um、tf數值，記為待測絕緣液體的第一組數據； (f) 更換測試腔體中的黃銅電極和待測絕緣液體試樣，重復上述步驟(b)-步驟(e)，直 至得到待測絕緣液體試樣的=組平行數據； (g) 匯總得到的=組數據，Wtf為橫坐標，Um為縱坐標繪制散點圖，采用公式（1)進行數 據擬合， Vw = AI t/it 其中，A、c為與待測液體屬性相關的常數； 化)將擬合結果得到的A、c代入公式（1)中，進行固定A、c的約束條件下的擬合，獲得步 驟(f)所述S組平行數據中的to,對其求均值和標準差，得到渡越時間To,并記化=A/(T〇e); (i)按照公式（2)計算待測絕緣液體中的電子遷移率ii，其中，d為電極間距，取為 0.05mm， U 二 dVUcgTo (2)。4. 根據權利要求1-3任一項所述的一種絕緣液體中電子遷移率的測量方法，其特征在 于，所述絕緣液體包括純絕緣液體和各類絕緣設備中采用的絕緣液體。5. 根據權利要求4所述的測量方法，其特征在于，所述純絕緣液體為正己燒、正庚燒或 環己燒。
【專利摘要】本發明屬于液體電介質參數測量技術領域，具體涉及一種絕緣液體中電子遷移率的測量方法。所述方法為：采用多級雷電沖擊發生器，調整出輸出電壓幅值在2.5kV～10kV的近似階躍電壓，施加不同幅值的階躍電壓，測量待測絕緣液體在電極間的擊穿電壓和擊穿時延，通過分析擊穿電壓-擊穿時延曲線，計算出電子遷移率。本發明方法所采用的電壓輸入裝置簡單，易于操作，發生擊穿時可以呈現顯著的電壓截斷波形；且對測量液體的純凈度無特殊要求，可以廣泛適用于工程絕緣液體的測試。
【IPC分類】G01R31/00
【公開號】CN105652129
【申請號】
【發明人】呂玉珍, 李成榕, 胡志鋒, 儀凱, 李超
【申請人】華北電力大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月18日