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由于非线性绝缘电介质能够降低空间电荷的产生,且可以改善绝缘结构中的电场分布,因此对其介电性能的研究,具有一定的理论意义和工程意义。本文主要是研究聚合物/无机复合非线性绝缘电介质在均匀交变电场作用下的介电性能的表征问题。对于仿真或者实测信号,利用软件测试平台实现对非线性绝缘电介质的响应电流的分解,以便进行介电性能分析。
首先,以课题的研究内容为方向,对软件测试系统的总体设计进行了规划,目标是建立基于Labview/MATLAB软件的介电特性软件测试系统,其功能包括数据预处理、非线性绝缘电介质的响应电流的分解以及相关参数与宏观平均电场或者时间的变化关系的显示等。其中,由于实际测试的非线性绝缘电介质的相关数据难免会存在一些干扰,这会影响到响应电流的分解结果,所以在进行响应电流分解之前,需要进行数据预处理过程。为此设计了数据预处理模块,以实现对测试数据的滤波、截取等操作。其次,对处于均匀交变电场作用下的非线性绝缘电介质进行了分析,根据其等效电路模型,建立了基于其电导率和介电常数经验公式的数学模型。同时,在此数学模型基础上,利用加权的非线性最小二乘拟合的方法实现了时域上的非线性绝缘电介质的响应电流分解。
最后,参考了本课题组已研究过的内容,获得了非线性绝缘电介质在均匀交变电场作用下的仿真响应电流,利用本测试系统对其进行了分解;还对在交流电压作用下电机防电晕带进行了实际测试,并对其响应电流进行了分解。分解结果表明,本软件测试系统不仅能够实现非线性绝缘电介质在交流电压激励下的响应电流的分解,而且具有较高的可靠性,这为进一步的研究非线性绝缘电介质奠定了基础。