非線性絕緣電介質(zhì)暫態(tài)介電特性響應(yīng)的研究.pdf

1、非線性絕緣電介質(zhì)是指其電導(dǎo)率和（或）介電常數(shù)等介電性能參數(shù)隨外施電場和溫度變化而變化的電介質(zhì)。本文以非線性絕緣電介質(zhì)在暫態(tài)激勵(lì)下的介電特性的表征與測試為研究方向，對非線性絕緣電介質(zhì)在暫態(tài)下的等效電路、不同控制類型的等效電路的仿真、等效電路中非線性元件表征參數(shù)的獲取以及對典型非線性絕緣電介質(zhì)試樣的測量進(jìn)行了探索性的研究。
　　首先，對非線性電介質(zhì)在暫態(tài)激勵(lì)下的等效電路模型進(jìn)行了探索，明確了包含高頻分量支路、直流穩(wěn)態(tài)支路以及松弛極化支

2、路的等效電路模型，確定了其中直流穩(wěn)態(tài)分量支路和高頻分量支路的非線性元器件采用常數(shù)項(xiàng)和電壓的平方項(xiàng)的數(shù)學(xué)多項(xiàng)式的形式進(jìn)行描述，松弛極化支路分量的非線性元器件采用常數(shù)項(xiàng)和電壓的平方項(xiàng)以及電壓對時(shí)間導(dǎo)數(shù)的平方項(xiàng)的數(shù)學(xué)多項(xiàng)式的形式進(jìn)行描述。
　　其次，對于非線性電介質(zhì)暫態(tài)激勵(lì)下等效電路中松弛極化支路的非線性元件的控制類型進(jìn)行探索，分別對激勵(lì)電壓控制型、松弛支路電流控制型和總電流控制型的等效電路在暫態(tài)階躍電壓激勵(lì)下進(jìn)行了仿真，得到了三種控制

3、類型下的響應(yīng)電流波形，結(jié)果表明三種控制類型下的響應(yīng)電流波形相近，對于松弛支路的控制類型還需進(jìn)一步的深入探索。
　　再次，對于電壓控制型非線性絕緣電介質(zhì)暫態(tài)等效電路模型在暫態(tài)階躍激勵(lì)電壓下各個(gè)支路中非線性元件等效參數(shù)的獲取方法進(jìn)行了探索，確定了對于高頻分量支路與直流穩(wěn)態(tài)支路根據(jù)其響應(yīng)電流數(shù)學(xué)表達(dá)式通過最小二乘擬合的方法來獲取非線性元件等效參數(shù)，對于松弛極化支路根據(jù)最小二乘及指數(shù)擬合的方法獲取松弛支路非線性元件的等效參數(shù)。并且對于相對

4、較難的松弛支路等效參數(shù)獲取的方法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明該方法具有較高的精度，本文所采用的參數(shù)獲取方法對于非線性絕緣電介質(zhì)在暫態(tài)激勵(lì)下各支路參數(shù)的獲取提供了一種有效手段。
　　最后，對典型的非線性電介質(zhì)試樣進(jìn)行了實(shí)際測量，運(yùn)用物理解耦分段測試的思想采用兩套測試系統(tǒng)進(jìn)行測試，得到了不同幅值暫態(tài)階躍激勵(lì)電壓下各個(gè)支路的響應(yīng)電流波形，通過本文的參數(shù)獲取方法得到了各個(gè)支路中非線性元件的等效參數(shù)。然后通過擬合得到的參數(shù)在不同幅值、不同頻率三