[发明专利]电树枝的声光组合在线测量方法

说明书

本发明提供的电树枝的声光组合在线测量方法，属于绝缘材料检测技术领域。其包括以下步骤：将针电极延长度方向埋入待测样品中，并将待测样品的另一侧连接地电极；对针电极的针尖施加高压；通过光学显微镜观察待测样品电树枝的生长情况；通过声发射检测传感器检测待测样品电树枝生长的声发射信号；将数据采集处理设备得到的光学数据和声学数据进行处理分析，得到相互关联的数学模型并用于未知材料的监测和分析。本发明的电树枝的声光组合在线测量方法，通过光学设备与声学设备对材料进行结合监测分析，弥补了单一声学检测只能测量动态特性与光学检测受材料透光程度限制的局限性，对于固体绝缘材料检测电树枝的生长过程具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明属于绝缘材料检测技术领域，具体涉及电树枝的声光组合在线测量方法。

背景技术

固体电介质是电气绝缘系统中占有十分重要地位的绝缘材料。固体电介质老化过程中的一个重要而且显著的现象是电树枝的出现与发展。电树枝的产生与生长是一个逐渐的过程。一般是由于缺陷、气泡等导致附近电场畸变，场强集中，进一步造成附近的绝缘材料的分解破坏，并呈辐射状、树枝状发展，最终导致固体电介质的击穿，使绝缘失效。整个过程涉及复杂的电动力与电化学过程。研究表明，电树枝的产生与发展受各种因素的影响，例如电压的频率与幅值、外部的机械应力、材料内部的缺陷、温度等等。目前的研究主要是对电树枝生长发展过程的光学或者电信号的记录与分析。例如，利用显微镜观察电树枝的几何特性及其发展变化或者通过对局部放电量进行测量来分析老化过程。通过光学分析的优势是可以直观而且便捷地观察到电树枝生长与发展过程。但是这种测量对样品的透明度有较高的要求，同时视线容易受到材料表面及内部气泡与杂质的影响。而在电树枝产生与发展的过程中，伴随着材料的变形与内部开裂，会产生声发射现象，产生声波的频率一般可从几赫兹到数兆赫兹。通过对声发射的检测，可有效的观察电树枝的生长活性。此外由于声发射检测对材料的几何形状不敏感，因此有着较高的实用性。但是声发射是一种动态的检测，只能反映电树枝的生长部位、活性等，不能有效地反映电树枝的大小等其它特性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供电树枝的声光组合在线测量方法。

经研究，本发明采用以下技术方案：

电树枝的声光组合在线测量方法，包括以下步骤：

1)将待检测的固体绝缘材料制成待测样品，将针电极延长度方向埋入待测样品中，并将待测样品延长度方向上的另一侧连接地电极；

2)对针电极的针尖施加10KV的高压，并逐渐升至20KV；

3)通过光学显微镜观察待测样品在电压增加过程中电树枝整体和局部生长情况并传输给数据采集处理设备；

4)通过声发射检测传感器检测待测样品在电压增加过程中，电树枝生长的声发射信号，并通过前置放大器放大后，传输给数据采集处理设备；

5)将数据采集处理设备得到的光学数据和声学数据进行处理分析，得到相互关联的数学模型；

6)将得到的数学模型用于未知材料的监测和分析。

优选的，所述步骤5)中，所述光学数据经过处理分析，得到电树枝生长的最大长度为：

l_eb＝max[l_end] (式Ⅰ)

式Ⅰ中，l_eb表示针尖到电树枝末端点的最大长度，l_end表示针尖到电树枝末端点的测量长度，即针尖到电树枝末端点的每个测量长度。

优选的，所述步骤5)中，所述声学数据经处理分析，得到声发射每10秒平均强度为：