[发明专利]一种用于储能电介质充放电特性研究的试验设备及方法

说明书

本发明公开了一种用于储能电介质充放电特性研究的试验设备及方法，包括充电回路、放电回路以及数据采集系统；所述充电回路包括高压直流电源，高压直流电源的高压输出端连接至保护电阻的一端，保护电阻的另一端连接至高压双向开关的可动端A，高压双向开关的固定端C连接至储能电介质样品的一端，储能电介质样品的另一端与高压直流电源的接地端相连；所述放电回路包括电感，电感的一端连接至高压双向开关的可动端B，电感的另一端连接至电阻的一端，电阻的另一端通过数据采集系统连接至储能电介质样品的另一端。本发明能够测试储能电介质材料在不同电压、不同负载以及不同温度下的充放电特性，也可测试一定次数放电后性能稳定性。

技术领域

本发明涉及储能电介质材料领域，具体涉及一种用于储能电介质充放电特性研究的试验设备及方法。

背景技术

储能电介质材料在高储能密度电容器、脉冲形成线等方面具有重要的应用。目前人们一般采用电滞回线或击穿场强和介电常数计算其储能特性，电介质材料一般处于变化速率较慢的电场下。而储能电介质材料应用于高储能密度电容器、脉冲形成线等场合时，其需要经历相对较慢的充电过程和快速的放电过程，放电过程时间可短至微秒甚至纳秒级，此时电场变化速率很快。传统的研究方法与储能电介质实际工作情形差异很大，并不能反映其在快放电时的性能，因此有必要研究储能电介质的充放电特性。目前并未有专门针对储能电介质材料充放电特性的测试设备和方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于储能电介质充放电特性研究的试验设备及方法，以解决现有技术存在的问题，本发明针对储能电介质材料充放电特性研究的需求，能够测试储能电介质材料在不同电压、不同负载以及不同温度下的充放电特性，也可测试一定次数放电后性能稳定性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于储能电介质充放电特性研究的试验设备，包括充电回路、放电回路以及数据采集系统；

所述充电回路包括高压直流电源、保护电阻及高压双向开关，高压直流电源的高压输出端连接至保护电阻的一端，保护电阻的另一端连接至高压双向开关的可动端A，高压双向开关的固定端C连接至储能电介质样品的一端，储能电介质样品的另一端与高压直流电源的接地端相连并接地；

所述放电回路包括电感及电阻，电感的一端连接至高压双向开关的可动端B，电感的另一端连接至电阻的一端，电阻的另一端通过数据采集系统连接至储能电介质样品的另一端及高压直流电源的接地端。

进一步地，所述数据采集系统包括连接在电阻的另一端和储能电介质样品的另一端之间的电流传感器，电流传感器上连接有数据采集器。

进一步地，所述电流传感器为罗氏线圈。

进一步地，所述数据采集器为示波器。

进一步地，储能电介质样品的外侧设置有用于控制其温度的温度控制系统。

一种用于储能电介质充放电特性研究的试验方法，包括以下步骤：

步骤一：将高压双向开关的固定端C连接至高压双向开关的可动端A，通过高压直流电源给储能电介质样品充电，通过设置高压直流电源的输出值使储能电介质样品充电至指定电压值；

步骤二：当储能电介质样品达到指定电压值时，将高压双向开关的固定端C连接至高压双向开关的可动端B，储能电介质样品通过电感和电阻放电，储能电介质样品放电时，通过数据采集系统捕捉放电电流波形及数据；

步骤三：根据放电电流波形分析储能电介质样品的放电特性。

进一步地，所述数据采集系统包括连接在电阻的另一端和储能电介质样品的另一端之间的电流传感器，电流传感器上连接有数据采集器，储能电介质样品放电时，首先通过电流传感器将电流信号转换为电压信号，然后通过数据采集器捕捉放电电流波形及数据。