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电介质充放电测试系统的特点

技术概述

Huace-DCS10KV电介质充放电测试系统主要用于研究介电储能材料高电压放电性能。目前常规的方法是通过电滞回线计算高压下电介质的能量密度,测试时,样品的电荷是释放到高压源上,而不是释放到负载上,通过电滞回线测得的储能密度一般会大于样品实际释放的能量密度,无法正确评估电介质材料的正常放电性能。Huace-DCS10KV储能电介质充放电系统采用专门设计的电容放电电路来测量,首先将介电膜充电到给定电压,之后通过闭合高速MOS高压开关,存储在电容器膜中的能量被放电到电阻器负载的原理设计开发,更符合电介质充放电原理。

在实际应用中,当电介质或电容器充电后,存储的能量被放电到外部负载,放电过程由负载、电工互连和电容器组成的整个电路决定,有时甚至电缆的长度变化也会强烈的影响放电过程、电压和电流波形。因此P-E回滞测量的放电条件与实际实用中的放电条件明显不同,并且在实际应用中从P-E回滞环获得的能量密度可能偏离(通常高于)真实的放电能量密度。

为了评估介电材料在类似于现实应用的放电条件下的性能,另一种测试方式用于测量介电材料的储能特性。在测量过程中,首先将介电材料充电到给定的电压,然后,将电容器中的存储的能量放电到外部负载,经测试的介电材料可以建模为理想的无损耗电容,与电阻{等效串联电阻(ESR)}串联,代表介质材料的损耗。很容易看出,当外部负载电阻RL》ESR时,大部分储存的能量将通过ESR(电介质材料tan8、电极和连接电缆的电阻等)消散,并且来自RL测量的能量密度将远远小于存储的能量密度(快速放电)。因此,如果RL》ESR,介质电容器的放电效率将取决于负载条件,并且可以非常高。RL的选取影响着测试的放电速度。较大的RL意味着较大的RLC常数(C是材料的电容)较慢的放电速度。在测试中,尽管可以固定RL,但是介电材料的电容是可能不是恒定的,因为材料介电性能具有场致依赖性。无论怎样,总是可以使用负载电阻和弱场电容来估算放电速度,并选择负载电阻进行测试。