Impulzus elektroakusztikus tértöltés mérő kábelminták méréséhez

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Németh Bálint
Villamos Energetika Tanszék

Az impulzus elektroakusztikus (PEA, a.m. pulsed electroacoustic) elven alapuló méréseket tértöltés-eloszlások vizsgálatára fejlesztették ki. A nagy térerősségnek kitett szigetelésekben a felhalmozott töltések hatására az elektródák által meghatározotthoz képest erősen torzul a villamos erőtér, így normál üzemi körülmények között a tervezési értékek többszöröse léphet fel a dielektrikumokban.

Ezen dolgozat célja a szilárd dielektrikumokban felhalmozódott tértöltések detektálására alkalmas mérőberendezés első magyarországi példányának a megtervezése és a folyamat dokumentálása. Nagy feszültséget tipikusan a villamos energetikában használnak, tehát a vizsgálat fő tárgyai a kábelek, de a műszer alapvetően használható más eszközök - pl. röntgenberendezések, katódsugárcsövek, fotonsokszorozók, vasúti szerelvények stb. - szigeteléseinek a vizsgálatára is.

Alapesetben a mérés eredménye a tértöltés egydimenziós eloszlása. A detektálás fizikai alapját az képezi, hogy a két elektróda közé helyezett dielektrikumra gyors feszültségimpulzust kapcsolunk, melynek hatására a szabad töltésekre ható erő mechanikai hullámokat gerjeszt. Ezeket a mechanikai hullámokat a földelektróda hátuljára rögzített piezoelektromos film (jelen esetben PVDF, azaz polivinilidén fluorid) villamos jellé alakítja. A feszültséghullámok - megfelelő jelkondicionálás után – után egy oszcilloszkóp képernyőjén megjeleníthetők. A mérést elősegíti, ha a piezoelektromos filmet egy további, mechanikai hullámokat elnyelő réteg (backing material) követi, aminek a vastagsága olyan, hogy a visszavert hullámok már a mérés időtartamán kívül érkezzenek vissza az érzékelő filmre. Ez kémiailag megegyezik a piezoelektromos film anyagával (PVDF-β), tehát a mechanikai hullámimpedanciájuk azonos, így a határfelületükön nem lesz visszaverődés. A különbség, hogy nem aktivált, tehát nincsenek benne azok a szabad töltések, melyek a piezoelektromos tulajdonságot okozzák (PVDF-α).

A PEA módszert kezdetben filmek és sík minták elemzésére alkalmazták, viszont ezen technika segítségével könnyebbé vált az erősáramú kábelek vizsgálata, így megjelentek a kábelminták vizsgálatát célzó, görbített elektródos változatok. Mivel a görbített elektródot minden esetben a kábel sugarához kellett igazítani, kidolgozták azokat a módszereket, amelyekkel a kábeleket is lehet síkelektródokkal mérni.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.