c)和步骤(d)中获得的全部Um、tf数值，记为该待测绝缘液体正己烷的第 一组数据。
[0039] (f)更换测试腔体中的黄铜电极和试样，重复上述步骤(b)_步骤(e)，直至得到待 测绝缘液体正己烷的三组平行数据。
[0040] (g)汇总得到的三组数据，以tf为横坐标，Um为纵坐标绘制散点图，采用公式（1)进 行数据拟合，
[0041 ] .⑴
[0042]兵τ，A、CT3与彳守测液体属性相关的常数，拟合结果见附图4。
[0043] (h)将拟合结果得到的A、c代入公式（1)中，进行固定A、c的约束条件下的拟合，拟 合结果图见附图5-7,获得三组数据中to,对其求均值和标准差，即得到渡越时间To,并记Uc =A/(Toc)〇
[0044] (i)按照公式（2)计算该绝缘液体中的电子迀移率μ，其中，d为电极间距，取为 0.05mm，To为2.80ys，Uc为2.99kV，计算得到正己烷中电子的迀移率数值为2.98 X 10-7m2/Vs
[0045] y = d2/UcgTo (2)〇
[0046] 实施例2
[0047] 测试绝缘液体正庚烷(P.R.A Grade，CAS: 142-82-5)中的电子迀移率，其水分含量 为12 ± 2ppm，具体测试方法与实施例1相同。
[0048]根据实验结果拟合得的To为4.14μS，Uc = 3.37kV，根据公式⑵得到正庚烷中电子 迀移率数值为1.79 X 10_7m2/Vs。
[0049] 利用该方法测得的击穿电压与电子迀移率数值与GE研究所的Crowe，以及布鲁克 海文国家实验室的Schmidt等研究者利用脉冲功率法和激发电流法所测的结果一致，绝缘 液体的击穿强度随着烷烃链长的增加而增大，电子迀移速率则随着烷烃链长的增加而减 小。
[0050] 实施例3
[0051 ] 测试绝缘液体环己烷(P.R.A Grade，CAS: 110-82-7)中的电子迀移率，具体测试方 法与实施例1相同，不同水分含量环己烷中电子迀移率的测试结果如表1所示。
[0052] 表1不同水分含量环己烷中电子迀移率的测试结果
[0053]
[0054] 环己烷中水分含量增大降低电子迀移率值这一结果，与美国乔治理工大学Yang等 人的研究一致，极性水分子添加到绝缘液体环己烷中增加了介质中的陷阱，影响了电子在 介质中的传输。
[0055] 由于非极性液体介质中，水分等极性分子会快速吸附电子，影响过剩电子迀移对 应的电流信号，使得激发电流法无法获得准确的电流信号，因此目前常用的激发电流法不 仅对于绝缘液体的纯度要求极高，且无法适用于工程绝缘液体的测试。
【主权项】
1. 一种绝缘液体中电子迁移率的测量方法，其特征在于，采用多级雷电冲击发生器，调 整出输出电压幅值在2.化V~IOkV的近似阶跃电压，施加不同幅值的阶跃电压，测量待测绝 缘液体在电极间的击穿电压和击穿时延，通过分析击穿电压-击穿时延曲线，计算出电子迁 移率。2. 根据权利要求1所述的一种绝缘液体中电子迁移率的测量方法，其特征在于， (1) 采用基于Marx回路的多级雷电冲击发生器，通过调整击穿球隙有效间距和波头、波 尾电阻阻值，获得近似阶跃电压； (2) 将不同幅值的阶跃电压施加到电极之间，测量待测绝缘液体的击穿电压和击穿时 延，每一绝缘液体取=组平行试样分别测试;然后，W击穿时延为横坐标、击穿电压为纵坐 标作图，得到=组击穿电压-击穿时延曲线；对曲线结果进行汇总、拟合，计算得出集合参 数，推导出电子渡越时间，最后计算得到电子迁移率。3. 根据权利要求1所述的一种绝缘液体中电子迁移率的测量方法，其特征在于，具体步 骤为： (a) 采用基于Marx回路的多级雷电冲击发生器，调整隔离间隙、波头电阻阻值和波尾电 阻阻值，使得空载条件下，=次重复输出电压幅值的波动不超过±10%;具体参数为:输出 电压幅值2.5kV~lOkV，波前时间0.化S，波尾时间大于10化S; (b) 将第一份待测绝缘液体试样添加到测试腔体中，一端电极接地，另一端与高压输出 相接，调整黄铜电极间距为0.05+ 0.01mm; (C)施加电压至出现截断波形，记录击穿电压Um、击穿时延tf数值，每个电压下重复=次 实验，记录Um、tf数值，数值最低的记为Us ; (d) 逐级提高施加电压，得到不同的Um、tf数值，直到 (e) 步骤k)和步骤(d)中获得的全部Um、tf数值，记为待测绝缘液体的第一组数据； (f) 更换测试腔体中的黄铜电极和待测绝缘液体试样，重复上述步骤(b)-步骤(e)，直 至得到待测绝缘液体试样的=组平行数据； (g) 汇总得到的=组数据，Wtf为横坐标，Um为纵坐标绘制散点图，采用公式（1)进行数 据拟合， Vw = AI t/it 其中，A、c为与待测液体属性相关的常数； 化)将拟合结果得到的A、c代入公式（1)中，进行固定A、c的约束条件下的拟合，获得步 骤(f)所述S组平行数据中的to,对其求均值和标准差，得到渡越时间To,并记化=A/(T〇e); (i)按照公式（2)计算待测绝缘液体中的电子迁移率ii，其中，d为电极间距，取为 0.05mm， U 二 dVUcgTo (2)。4. 根据权利要求1-3任一项所述的一种绝缘液体中电子迁移率的测量方法，其特征在 于，所述绝缘液体包括纯绝缘液体和各类绝缘设备中采用的绝缘液体。5. 根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于，所述纯绝缘液体为正己烧、正庚烧或 环己烧。
【专利摘要】本发明属于液体电介质参数测量技术领域，具体涉及一种绝缘液体中电子迁移率的测量方法。所述方法为：采用多级雷电冲击发生器，调整出输出电压幅值在2.5kV～10kV的近似阶跃电压，施加不同幅值的阶跃电压，测量待测绝缘液体在电极间的击穿电压和击穿时延，通过分析击穿电压-击穿时延曲线，计算出电子迁移率。本发明方法所采用的电压输入装置简单，易于操作，发生击穿时可以呈现显著的电压截断波形；且对测量液体的纯净度无特殊要求，可以广泛适用于工程绝缘液体的测试。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN105652129
【申请号】
【发明人】吕玉珍, 李成榕, 胡志锋, 仪凯, 李超
【申请人】华北电力大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月18日