вается воздействие околозлектродньЛх процессов на разряд конденсатора. Цель изобретения повьлшение точности определения постоянной времени релаксации объемного заряда и электропроводности диэлектрика путем исключения влияния на точность измерения выноса носителей заряда при измерениях в жидких диэлектриках, исключения необходимости измерения бол ших сопротивлений для твердьк диэлек триков, а также путем исключения вли ния околоэлектродных процессов, Цель достигается тем, что в межэлектродное пространство вводят, по крайней мере, один слой вспомогатель ного диэлектрика, изменяют соотношение толщин слоев исследуемого и вспо могательного диэлектриков, определяю постоянные времени изменения напряженности электрического поля на одном из электродов при каждом фиксированном соотношении толщин слоев пр подаче постоянного напряжения на электроды. При этом при двухкратном изменении соотношения толщин слоев вспомо гательного и исследуемого диэлектриков постоянную времени релаксации объемного заряда и электропроводност определяют по формулам:. .. ( У.0- (ое т,(еое,)-т2() ,) о - л ;;f EI Ег где (ч и т - коэффициенты пропорциональности, зависящи от соотношений толщин диэлектриков; постоянные времени изменения электрического поля при двух различных соотношениях толщин диэлектриков; - диэлектрическая прони цаемость и удельная объемная электропровод ность вспомогательного диэлектрика; J и - постоянная времени релаксации и удельная объемная электропровод ность исследуемого диэлектрика;ЕО - диэлектрическая постоя При троекратном изменении соотношения толщин слоев вспомогательного и исследуемого диэлектриков постоянную времени релаксации объемного заряда и электропроводность определяют по формулам: mtiE(CEi-tElVm2C,(€ei-lE3 3i r ° m ltE - ElVmlREr E si EZ- El) .. ,)1з( Е1- Е11 о 4 l43l4r EiVm,rrijfE2 lJ,,-t,,,,,r.,,) где rrij - коэффициент пропорциональности, зависящий от третьего соотношения толщин диэлектриков ; f .j - постоянная времени изменения напряженности электрического поля при третьем соотношении толщин диэлектриков . Благодаря тому что -при этом появляется возможность ограничить величину выносимого из объема электрическими силами заряда величиной заряда на границе раздела диэлектриков, повышается точность определения постоянной времени релаксации объемного заряда и электропроводности жидких диэлектриков. При исследовании твердых диэлектриков в этом случае искл1-1чается необходимость в измерениях больших сопротивлений образцов, за счет чего также повышается точность. И, наконец, благодаря тому что исследуемый диэлектрик может быть в процессе измерений изолирован от электродов вспомогательным диэлектриком, исключается влияние околоэлектродных процессов на точность определения постоянной времени релаксации объемного заряда электропроводности. На фиг. 1 схематически показаны исследуемый и вспомогательный диэлектрики, помещенные в межэлектродное пространство, разрез; на фиг. 2 - исследуемый и вспомогательный многослойный диэлектрики в межэлектродном пространстве, разрез; на фиг. 3 кривые зависимости напряженности поля на электродах и плотности заряда на. границе раздела диэлектриков от времени при различных соотношениях толщин слоев диэлектриков. Способ осуществляют следующим образом. Для определения постоянной времени релаксации объемного заряда и/или электропроводности исследуемого диэлектрика 1 (фиг. 1 и 2) последний помещают между электродами 2 и в межэлектродное пространство вводят хотя бы один слой 3 вспомогательного диэлектрика с диэлектрической проницаемостью 2 и электропроводностью у . Количество слоев исследуемого и вспомогательного диэлектриков может быть различным, это не оказывает влияния на определение искомых величин. После образования указанной слоистой системы из исследуемого и вспомогательного диэлектриков к электродам 2 приклсщывают постоянное напряжение и определяют постоянную времени t изменения напряженности электрического поля на одном из электродов. Затем изменяют соотношение толщин слоев риэлектриков, например, изменив толщину
вспомогательного диэлектрика, и повторяют определение постоянной времени изменения напряженности электрического поля.
На фиг. 3 изображены кривые изменения напряженностей поля на электродах и поверхносгях заряда на границе раздела, причем сплошные и пунктирные линии соответствуют двум различным соотношениям толщин диэлектриков. По формулам, связывающим определенные таким образом постоянные времени и соотношения толщин слоев с постоянной времени релаксации объемного заряда 1 исследуемого диэлектрика или его электропроводностью у , 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 повышается 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 Е азличными 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) вспомогательный диэлектрик может быть выбран с большей или меньшей известной электропроводностью, за счет чего можно варьировать результирукнцую постоянную времени СЕ . При этом исключается необходимость измерения мгшых токов, что позволяет повысить точность определения jj .
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 ной времени релаксации объемно1о зарядда диэлектриков позволит более качественно и точно решать задачи электростатической защиты систем и 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 электроoпроводности диэлектрической жидкости предлагаемым способом дает повторяемые результаты с погрешностью, не превышающей 5% независимо от величины прилагаемого напряжения в диапа5зоне 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
0
1.Способ определения постоянной времени релаксации объемного заряда
и объемной электропроводности диэлектриков, при котором иccлeдye ШIй диэ5лектрик помещают в межэлектродное пространство, к электродам прикладывают постоянное напряжение и определяют постоянную времени изменения электрическогО сигнала на электродах, отличающийся: тем, что, с
0 целью повышения точности определения, в межэлектродное пространство вводят, по крайней мере, один слой вспомогательного диэлектрика, изменяют соотношение толщин слоев исследуемого и
5 вспомогательного диэлектриков, опре деляют постоянные времени изменения напряженности электрического поля н;одном из электродов при каждом фиксированном соотношении толщин слоев ди0электриков и по соотношениям, связывающим эти постоянные времени и соотношения толщин слоев с определяемыми параметрами, вычисляют постоянную времени релаксации объемного заряда
5 и объемную электропроводность исследуемого диэлектрика.
2.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что при известной диэлектрической проницаемости вспомо0гательного диэлектрика определение постоянной времени изменения напряженности электрического поля производят при трех различных соотношениях толщин слоев диэлектриков и определяют указанные параметры по формулам:
5
(cE -tg;ЬlTl LE2 tE - Ei)mэcEз( (%l- Ei)(
m-(() €о€,
0
3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что при известных диэлектрической проницаемости и улель5
н6й объемной электропроницаемости вспомогательного диэлектрика определение постоянной времени изменения электрического поля производят при двух различных соотношениях толщин слоев диэлектриков и определяют указанные параметры по формулам:
0,.(oe,gEzy,)-ma2c2(Co,,) ,,t „Eч-1 E1У
4r.(o.
У
ЕГ42
постоянная времени релаксации объемного заряда и удельная объемная электропроводность исследуемого диэлектрика;
-коэффициенты пропорциональности, зависящие от
соотношения толщин диэлектриков ;
Е2 Е2| постоянные времени изменения электрического поля при трех различных соотнооюниях толщин слоев диэлектриков ;
е - диэлектрическая проницаемость вспомогательного дХиэлектрика; ЕО - диэлектрическая постоянная.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Казарновский п.м., Тареев Б.М. Испытания электроизоляционных материалов. М., Энергия, 1969, с.31-33.
. 2.Ke4nkenber4.J.L.Vanden , EEectroatat c ш1Ке PetroEeum iJhoBustnu, Eesevien pubeishing comp.,l958,(j..p.39(npoToTMn).
