電介質充放電測試系統的應用

華測Huace-DCS10KV電介質充放電測試系統主要用于研究介電儲能材料高電壓放電性能。目前常規的方法是通過電滯回線計算高壓下電介質的能量密度，測試時，樣品的電荷是放回到高壓源上，而不是釋放到負載上，通過電滯回線測得的儲能密度一般會大于樣品實際釋放的能量密度，無法正確評估電介質材料的正常放電性能。華測Huace-DCS10KV儲能電介質充放電系統采用**設計的電容放電電路來測量，測試電路如下圖所示。在該電路中，首先將介電膜充電到給定電壓，之后通過閉合高速MOS高壓開關，存儲在電容器膜中的能量被放電到電阻器負載的原理設計開發，更符合電介質充放電原理。

在實際應用中，當電介質或電容器充電后，存儲的能量被放電到外部負載，放電過程由負載、電工互連和電容器組成的整個電路決定，有時甚至電纜的長度變化也會強烈的影響放電過程、電壓和電流波形。因此P-E回滯測量的放電條件與實際實用中的放電條件明顯不同，并且在實際應用中從P-E回滯環獲得的能量密度可能偏離（通常高于）真實的放電能量密度。

為了評估介電材料在類似于現實應用的放電條件下的性能，另一種測試方式用于測量介電材料的儲能特性。在測量過程中，首先將介電材料充電到給定的電壓，然后，將電容器中的存儲的能量放電到外部負載，如上圖（1），經測試的介電材料可以建模為理想的無損耗電容，與電阻{等效串聯電阻（ESR）}串聯，代表介質材料的損耗。很容易看出，當外部負載電阻RL》ESR時，大部分儲存的能量將通過ESR（電介質材料tanδ 、電極和連接電纜的電阻等）消散，并且來自RL測量的能量密度將遠遠小于存儲的能量密度（快速放電）。因此，如果RL》ESR，介質電容器的放電效率將取決于負載條件，并且可以非常高。RL的選取影響著測試的放電速度。較大的RL意味著較大的RLC常數（C是材料的電容）較慢的放電速度。在測試中，盡管可以固定RL，但是介電材料的電容是可能不是恒定的，因為材料介電性能具有場致依賴性。無論怎樣，總是可以使用負載電阻和弱場電容來估算放電速度，并選擇負載電阻進行測試。