Способ определения постоянной времени релаксации объемного заряда и объемной электропроводности диэлектриков

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 77 1524(22) Заявлено 210678 (21) 26 3 4 б 14/18-25с присоединением заявки Мо(51)М, К,з 01 М 27/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ РЕЛАКСАЦИИ ОБЪЕМНОГО ЗАРЯДА И ОБЪЕМНОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ 1Изобретение относится к способам определения электрофизических свойств диэлектрических материалов и может быть использовано для определения постоянной времени релаксации объем ного заряда диэлектрических жидкостей, в частности, в нефтяной и химической промышленностях, а также для определения объемной электропроводнс сти диэлектрических материалов в 10 электротехнической и других промышленностях.Известен способ определения электропроводности жидкости путем измерения сопротивления жидкости в меж электродном пространстве измерительной ячейки, заполненной исследуемой жидкостью 11 .В соответствии с этим способом, к электродам в процессе измерений при О кладывают постоянное напряжение (от 25 до 2500 В). По известной электрической емкости ячейки и измеренному сопротивлению определяют искомую электропроводность. НедостаткоМ это го способа является то, что измеренная величина электропроводности зависит от значения приложенного напряжения, которое определяет характер процессов, протекающих в жидкости во 3 О время измерения (в частности, процесса выноса носителей заряда). Этотспособ измерения дает информацию оповедении жидкости при различных напряжениях, однако не позволяет определить истинную электропроводностьжидкости, Низкая точность определения электропроводности этим способомобъясняется также влиянием на результат измерения околоэлектродных процессов при приложении измерительныхнапряжений. Ближайшим техническим решением к изобретению является способ определения постоянной времени релаксации объемного заряда и объемной электропроводности диэлектриков, при кото.ром исследуемый диэлектрик помещают в межэлектродное пространство, к электродам прикладывают постоянное напряжение и определяют постоянную времени изменения электрического сигнала 121 .К недостаткам способа относится влияние величины начального напряжения и времени его приложения до начала измерения на точность результатов измерения. Кроме того, существенным для точности измерения оказы 7715245 )О 15 20 25 30 35 3. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при известных диэлектрической проницаемости и удельвспомогательного диэлектрика, и повторяют определение постоянной времени изменения напряженности электрического поля.На фиг, 3 изображены кривые изменения напряженностей поля на электродах и поверхносТях заряда на границе раздела, причем сплошные и пунктирные линии соответствуют двум различным соотношениям толщин диэлектриков. По формулам, связывающим определенные таким образом постоянные времени 7 Е и соотношения толщин слоев с постоянной времени релаксации объемного заряда 61 исследуемого диэлектрика или его электропроводностью, определяют эти величины. Эти соотношения могут быть получены аналитически или путем тарировки.При определении постоянной времени релаксации объемного заряда и электропроводности диэлектриков описанным способом существенно повышается точность благодаря тому, что влияние околоэлектродных процессов исключается за счет использования больших толщин слоев исследуемого диэлектрика, а также за счет изолирования исследуемого диэлектрика от электродов при помощи вспомогательного диэлектрика. Кроме того, для жидких диэлектриков точность повыдается благодаря тому, что вынос носителей заряда из объема исследуемого диэлектрика может быть ограничен величиной заряда на границе раздела диэлектриков и не зависит от времени приложения напряжения, а для твердых диэлектриков исключается необходимость измерения больших электрических сопротивлений образцов,Способ основывается на зависимости от геометрических соотношений времени формирования в электрическом поле свободного заряда на границе раздела сред с различными диэлектрическими проницаемостями и электропроводностями, Эта закономерность по временным параметрам совпадает с закономерностью изменения напряженности электрического поля на электродах.При определении постоянной времени релаксации твердого диэлектрика (или его электропроводности) всомогательный диэлектрик может быть выбран с большей или меньшей известной электропроводностью, за счет чего можно варьировать результирующую постоянную времени Е . При этом исключается необходимость измерения малых токов, что позволяет повысить точность определения р .Применение предлагаемого способа позволит определять постоянную вре" мени релаксации объемного заряда и электропроводность как жидких, так и твердых диэлектриков с повышенной точностью. Повышение точности определения электропроводности и постоян 40 45 50 55 65 ной времени релаксации объемного заряда диэлектриков позволит более качественно и точно решать задачи электростатической защиты систем н оборудования при использовании диэлектрических материалов, их изготовлении и транспортировке, обеспечивая взрывои пожаробезопасность в более широком диапазоне технологических режимов.Определение постоянной времени релаксации объемного заряда и электропроводности диэлектрической жидкости предлагаемым способом дает повторяемые результаты с погрешностью, не превышающей 5 независимо от величины прилагаемого напряжения в диапазоне от 4 до 1000 В и времени приложения напряжения в диапазоне от 1 до 15 мин, а также независимо от количества циклов приложения напряжения. Формула изобретения 1, Способ определения постоянной времени релаксации объемного заряда и объемной электропроводности диэлектриков, при котором исследуемый диэлектрик помещают в межэлектродное пространство, к электродам прикладывают постоянное напряжение и определяют постоянную времени изменения электрического сигнала на электродах, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения, в межэлектродное пространство вводят, по крайней мере, один слой вспомогательного диэлектрика, изменяют соотношение толщин слоев исследуемого и вспомогательного диэлектриков, опре деляют постоянные времени изменения напряженности электрического поля н; одном из электродов при каждом фиксированном соотношении толщин слоев диэлектриков и по соотношениям, связывающим эти постоянные времени и соотношения толщин слоев с определяемыми параметрами, вычисляют постоянную времени релаксации объемного заряда и объемную электропроводность исследуемого диэлектрика.2, Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при известной диэлектрической проницаемости вспомогательного диэлектрика определение постоянной времени изменения напряженности электрического поля производят при трех различных соотношениях толщин слоев диэлектриков и определяют указанные параметры по формулам:771524 Е,4 Составитель В.Гусеваедактор Т.Орловская Техред С, МигуноваКорре Ви гула Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, у оектная,Закаэ 6684/54 ВНИИПИ Го по дел 113035, МосТира удар ам иэ ва,1019венногоретений35, Рауш Подписноемитета СССРоткрытийая наб , д. 4/