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隨著能源需求的不斷增加以及對環(huán)境友好能源的需求,新型能源儲能材料的研究成為了當前的熱門領域之一。在開發(fā)新一代的儲能新材料時,對其性能的測試與分析是至關重要的一環(huán),儲能新材料電學綜合測試系統(tǒng)可以通過各功能測試模塊,系統(tǒng)的幫組科研人員從能量密度、功率密度、循環(huán)壽命、安全性四個方面對新材料性能進行分析檢測,評估材料的性能指標,判斷是否符合應用要求。
系統(tǒng)配置測試模塊01.電壓擊穿(介電場強)
由能量密度可知,擊穿場強相對于介電常數(shù)對于材料能量密度的影響更為突出,獲得高能量密度對復合材料擊穿場強提出了更高的要求。
通過上位機系統(tǒng)控制高壓擊穿測試模塊,可以安全、便捷、準確的對測試樣品進行工頻下的交流、高壓直流擊穿試驗,測試出擊穿場強。甚至可以通過測試軟件設置直流輸出時間,以完成樣品的極化過程。
02.高低頻介電頻譜、溫譜
用于分析寬頻、高低溫環(huán)境下儲能新材料的阻抗Z、電抗X、導納Y、電導G、電納B、電感L、介電損耗D、品質因數(shù)Q等物理量,同時還可以分析被測樣品隨溫度、頻率、時間、偏壓變化的曲線。
03.高溫絕緣電阻
高精度的電壓輸出與電流測量,即使在高低溫環(huán)境下可能很好的屏蔽背景電流,保障測試品質,適用與儲能新材料在不同環(huán)境溫度下絕緣性能的檢測。
04.熱釋電測試
不論是薄膜還是塊體形式的儲能材料,都可對其進行熱釋電性能測試。采用電流法進行測量,材料的熱釋電電流、熱釋電系數(shù)、剩余極化強度對溫度和時間的曲線。
05.TSDC熱刺激極化電流
熱刺激電流(TSC)是研究熱釋電材料中陷阱結構和陷阱結構所控制的空間電荷存貯及運輸特性的工具,同時也是研究熱點材料結構轉變和分子運動的重要手段。諸如:分子弛豫、相轉變、玻璃化溫度等等,通過TSDC技術也可以直觀的研究材料的弛豫時間、活化能等相關介電特性、
06.充放電儲能密度測試
用于研究介電儲能材料高電壓放電性能,同目前常見的方法是通過電滯回線計算高壓下電介質能量密度,測試時,樣品的電荷釋放至高壓源上,而非釋放至負載上,也就是說,通過電滯回線測得的能量密度會大與樣品實際釋放的能量密度,不能正確評估儲能材料的正常放電性能。華測充放電測試具有專門設計的電容放電電路來測量,首先將測試材料充電到給定電壓,之后通過閉合高速MOS高壓開關,將存儲在儲能材料中的能量釋放到電阻器負載中,更符合電介質充放電原理。
07.電聲脈沖法空間電荷測量
空間電荷是指在材料特定區(qū)域內電荷分布不均勻的現(xiàn)象。該現(xiàn)象是由于載流子的擴散和漂移運動所導致的,在材料的局部區(qū)域產(chǎn)生了電荷累積,從而使材料改變了原本的電中性狀態(tài)。空間電荷的存在對材料的電學性能有著重要的影響,可能導致電場畸變、絕緣性能下降等問題。
電聲脈沖法(PEA)空間電荷測試可以便捷準確地測量固體儲能材料內部空間電荷分布,電聲脈沖法可以測量較厚的介質,可以在帶電狀態(tài)下直接測量絕緣測試樣品中的空間電荷分布,最小可測空間電荷密度為4μC·cm-3,最小可測試樣厚度為0.2mm。
08.靜電電壓
靜電是一種處于靜止狀態(tài)的電荷,雖然其總電荷量不大,但其瞬間釋放所產(chǎn)生的高電壓與大電流非常容易對周邊電路、設備乃至人員造成損害。對儲能材料的靜電性能(包括面電荷密度與電阻)進行測試,可以對后期防靜電工程設計和改善儲能系統(tǒng)的抗靜電性能設計提供數(shù)據(jù)支持,對周圍電路的靜電敏感電子元器件選型提供參考依據(jù)。
配置模塊功能 | 測試儀表 | 測試環(huán)境配件/夾具 | ||
電壓擊穿(介電場強) | 高壓電源 | 變溫油浴槽 溫度范圍:RT~250℃(視絕緣介質性能) | ||
高低頻介電溫譜 | 阻抗分析儀 | 高低溫冷熱臺 溫度范圍:-185℃~600℃ | 高溫近紅外爐 溫度范圍:RT~1450℃ | 高低溫環(huán)境箱 溫度范圍:-185℃~450℃ |
高溫絕緣電阻測試 | 高阻計/源表 | 高低溫冷熱臺 溫度范圍:-185℃~600℃ | 高溫近紅外爐 溫度范圍:RT~1450℃ | 高低溫環(huán)境箱 溫度范圍:-185℃~450℃ |
熱釋電測試 | 高阻計/靜電計 | 高低溫冷熱臺 溫度范圍:-185℃~600℃ | 高低溫環(huán)境箱 溫度范圍:-185℃~450℃ |
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TSDC熱刺激電流測試 | 高阻計/靜電計 | 高低溫冷熱臺 溫度范圍:-185℃~600℃ | 高低溫環(huán)境箱 溫度范圍:-185℃~450℃ |
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充放電儲能密度測試 | 充放電測試模塊 | 變溫測試盒 溫度范圍:RT~250℃(視絕緣介質性能) | ||
靜電電壓 | 高阻計/靜電計 | 靜電變溫測試罐 溫度范圍: | ||
空間電荷測試 | 示波器+高壓電源+功率放大器 | 電聲脈沖法空間電荷測試夾具 |
(各測試夾具圖片)
拓展資料能量密度常用計算公式:
式中:Uc為電容器的充電能量密度;Ud為電容器的實際放電能量密度;E為外加電場;D為電位移;Dmax為最大電位移;Dr為剩余電位移;ε0為電介質的真空介電常數(shù);εr為電介質的相對介電常數(shù);Eb為擊穿場強;η為充放電效率。
絕緣診斷測試儀
一、產(chǎn)品描述
IFDS 300是一臺非常緊湊的設備,需另配電腦進行操作。
IFDS 300絕緣診斷分析儀是基于電介質介電響應理論,集介電響應測試與絕緣狀態(tài)評估及診斷一體的綜合絕緣分析系統(tǒng)。該儀器的測試頻率范圍為1mHz-1kHz,且在低頻范圍內可以選用快速測試方式,在保證測試精度的前提下, 大幅減少實驗室測量時的等待時間及現(xiàn)場測量的停電時間。
IFDS 300絕緣診斷分析儀需要配合電腦進行操作, 用戶操作界面清晰,直觀。用戶在輸入必要的參數(shù)后,可以一鍵得到測試曲線及評估診斷結果。
二、主要功能
1.絕緣材料頻域介電響應測試
當前研究中,溫度、水分含量、雜質離子濃度等因素對絕緣材料的介電特性影響機理的解釋并不完善,因此需要更加合理的介電響應特性仿真和實驗分析。
2.絕緣系統(tǒng)狀態(tài)評估與診斷
作出設備維護或更換決定時,需要得到足夠的絕緣狀態(tài)信息和設備的預期負載情況。在絕緣材料、變壓器、發(fā)電機或電纜設計壽命快到時,通過可靠的絕緣診斷和負載管理,額外增加數(shù)年運行時間可節(jié)省大量資金。
3.絕緣系統(tǒng)在任意電壓激勵下的介電響應測試
根據(jù)需要自定義輸出任意電壓波形激勵,滿足對不同條件下不同絕緣材料不同方面的測試需求,更好地適應用戶需求。
?多功能測試儀除了進行油浸式變壓器的水分分析以外,IFDS多功能測試儀還可以測試套管和其它電力設備,功能包括:
介損測量
電容測量
高壓環(huán)測試
升壓測試
直流絕緣電阻測試(絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù))
勵磁電流測量
IFDS的MAX測試電壓是500 V(DC/AC峰值),使用選配的TREK放大器,MAX測試電壓可達2 kV(DC/AC峰值)。
三、主要參數(shù)工作環(huán)境
應用場合:儀器適用于實驗室絕緣材料研究和多種工業(yè)環(huán)境
環(huán)境溫度:0~+40℃
相對濕度:0%~85%,不凝結大氣壓力:70~106Kpa
海拔高度:≤2000m
其他:無振動、無塵埃、無腐蝕性氣體、無可燃性氣體、無油霧、水蒸氣、滴水或鹽分等
常規(guī)
電源電壓:220V±10%,50Hz
功率:40VA(MAX)
信號采集率:52.1kS/s(MAX高),分辨率24位
頻域介電譜測試頻率范圍:1mHz-1kHz
測量時間:掃頻模式約40min,快速模式約12min
尺寸:400×400×105mm
測量單元
端口:INPUT,OUTPUT,采集,通訊,接地
輸出電壓幅值范圍:0-500V,電壓上升速率150V/μs
輸出電壓直流偏置:≤1V
高壓電源內部電容:300pF
測量電流范圍:2×10-13-2×10-3A(交流峰值)
測試絕緣阻抗范圍:5000-1015Ω
電流測量誤差:≤1%
過流保護啟動:交流峰值達到40mA,5ms
校正:允許現(xiàn)場校正
PC要求
操作系統(tǒng):Windows 2000/XP/Vista/7/8/10
處理器:Pentium 500 MHz或更高
內存:512Mb RAM或更高
接口:2個USB2.0
圖片顯示了一些標配的配件,高壓電纜、USB電纜、接地電纜和測試電纜。