随着能源需求的不断增加以及对环境友好能源的需求,新型能源储能材料的研究成为了当前的热门领域之一。在开发新一代的储能新材料时,对其性能的测试与分析是至关重要的一环,储能新材料电学综合测试系统可以通过各功能测试模块,系统的帮组科研人员从能量密度、功率密度、循环寿命、安全性四个方面对新材料性能进行分析检测,评估材料的性能指标,判断是否符合应用要求。
系统配置01.电压击穿(介电场强)
由能量密度可知,击穿场强相对于介电常数对于材料能量密度的影响更为突出,获得高能量密度对复合材料击穿场强提出了更高的要求。
通过上位机系统控制高压击穿测试模块,可以安全、便捷、准确的对测试样品进行工频下的交流、高压直流击穿试验,测试出击穿场强。甚至可以通过测试软件设置直流输出时间,以完成样品的极化过程。
02.高低频介电频谱、温谱
用于分析宽频、高低温环境下储能新材料的阻抗Z、电抗X、导纳Y、电导G、电纳B、电感L、介电损耗D、品质因数Q等物理量,同时还可以分析被测样品随温度、频率、时间、偏压变化的曲线。
03.高温绝缘电阻
高精度的电压输出与电流测量,即使在高低温环境下可能很好的屏蔽背景电流,保障测试品质,适用与储能新材料在不同环境温度下绝缘性能的检测。
04.热释电测试
不论是薄膜还是块体形式的储能材料,都可对其进行热释电性能测试。采用电流法进行测量,材料的热释电电流、热释电系数、剩余极化强度对温度和时间的曲线。
05.TSDC热刺激极化电流
热刺激电流(TSC)是研究热释电材料中陷阱结构和陷阱结构所控制的空间电荷存贮及运输特性的工具,同时也是研究热点材料结构转变和分子运动的重要手段。诸如:分子弛豫、相转变、玻璃化温度等等,通过TSDC技术也可以直观的研究材料的弛豫时间、活化能等相关介电特性、
06.充放电储能密度测试
用于研究介电储能材料高电压放电性能,同目前常见的方法是通过电滞回线计算高压下电介质能量密度,测试时,样品的电荷释放至高压源上,而非释放至负载上,也就是说,通过电滞回线测得的能量密度会大与样品实际释放的能量密度,不能正确评估储能材料的正常放电性能。华测充放电测试具有专门设计的电容放电电路来测量,首先将测试材料充电到给定电压,之后通过闭合高速MOS高压开关,将存储在储能材料中的能量释放到电阻器负载中,更符合电介质充放电原理。
07.电声脉冲法空间电荷测量
空间电荷是指在材料特定区域内电荷分布不均匀的现象。该现象是由于载流子的扩散和漂移运动所导致的,在材料的局部区域产生了电荷累积,从而使材料改变了原本的电中性状态。空间电荷的存在对材料的电学性能有着重要的影响,可能导致电场畸变、绝缘性能下降等问题。
电声脉冲法(PEA)空间电荷测试可以便捷准确地测量固体储能材料内部空间电荷分布,电声脉冲法可以测量较厚的介质,可以在带电状态下直接测量绝缘测试样品中的空间电荷分布,最小可测空间电荷密度为4μC·cm-3,最小可测试样厚度为0.2mm。
08.静电电压
静电是一种处于静止状态的电荷,虽然其总电荷量不大,但其瞬间释放所产生的高电压与大电流非常容易对周边电路、设备乃至人员造成损害。对储能材料的静电性能(包括面电荷密度与电阻)进行测试,可以对后期防静电工程设计和改善储能系统的抗静电性能设计提供数据支持,对周围电路的静电敏感电子元器件选型提供参考依据。
配置模块功能 | 测试仪表 | 测试环境配件/夹具 | ||
电压击穿(介电场强) | 高压电源 | 变温油浴槽 温度范围:RT~250℃(视绝缘介质性能) | ||
高低频介电温谱 | 阻抗分析仪 | 高低温冷热台 温度范围:-185℃~600℃ | 高温近红外炉 温度范围:RT~1450℃ | 高低温环境箱 温度范围:-185℃~450℃ |
高温绝缘电阻测试 | 高阻计/源表 | 高低温冷热台 温度范围:-185℃~600℃ | 高温近红外炉 温度范围:RT~1450℃ | 高低温环境箱 温度范围:-185℃~450℃ |
热释电测试 | 高阻计/静电计 | 高低温冷热台 温度范围:-185℃~600℃ | 高低温环境箱 温度范围:-185℃~450℃ |
|
TSDC热刺激电流测试 | 高阻计/静电计 | 高低温冷热台 温度范围:-185℃~600℃ | 高低温环境箱 温度范围:-185℃~450℃ |
|
充放电储能密度测试 | 充放电测试模块 | 变温测试盒 温度范围:RT~250℃(视绝缘介质性能) | ||
静电电压 | 高阻计/静电计 | 静电变温测试罐 温度范围: | ||
空间电荷测试 | 示波器+高压电源+功率放大器 | 电声脉冲法空间电荷测试夹具 |
(各测试夹具图片)
拓展资料能量密度常用计算公式:
式中:Uc为电容器的充电能量密度;Ud为电容器的实际放电能量密度;E为外加电场;D为电位移;Dmax为最大电位移;Dr为剩余电位移;ε0为电介质的真空介电常数;εr为电介质的相对介电常数;Eb为击穿场强;η为充放电效率。
绝缘诊断测试仪
一、产品描述
IFDS 300是一台非常紧凑的设备,需另配电脑进行操作。
IFDS 300绝缘诊断分析仪是基于电介质介电响应理论,集介电响应测试与绝缘状态评估及诊断一体的综合绝缘分析系统。该仪器的测试频率范围为1mHz-1kHz,且在低频范围内可以选用快速测试方式,在保证测试精度的前提下, 大幅减少实验室测量时的等待时间及现场测量的停电时间。
IFDS 300绝缘诊断分析仪需要配合电脑进行操作, 用户操作界面清晰,直观。用户在输入必要的参数后,可以一键得到测试曲线及评估诊断结果。
二、主要功能
1.绝缘材料频域介电响应测试
当前研究中,温度、水分含量、杂质离子浓度等因素对绝缘材料的介电特性影响机理的解释并不完善,因此需要更加合理的介电响应特性仿真和实验分析。
2.绝缘系统状态评估与诊断
作出设备维护或更换决定时,需要得到足够的绝缘状态信息和设备的预期负载情况。在绝缘材料、变压器、发电机或电缆设计寿命快到时,通过可靠的绝缘诊断和负载管理,额外增加数年运行时间可节省大量资金。
3.绝缘系统在任意电压激励下的介电响应测试
根据需要自定义输出任意电压波形激励,满足对不同条件下不同绝缘材料不同方面的测试需求,更好地适应用户需求。
?多功能测试仪除了进行油浸式变压器的水分分析以外,IFDS多功能测试仪还可以测试套管和其它电力设备,功能包括:
介损测量
电容测量
高压环测试
升压测试
直流绝缘电阻测试(绝缘电阻、吸收比、极化指数)
励磁电流测量
IFDS的MAX测试电压是500 V(DC/AC峰值),使用选配的TREK放大器,MAX测试电压可达2 kV(DC/AC峰值)。
三、主要参数工作环境
应用场合:仪器适用于实验室绝缘材料研究和多种工业环境
环境温度:0~+40℃
相对湿度:0%~85%,不凝结大气压力:70~106Kpa
海拔高度:≤2000m
其他:无振动、无尘埃、无腐蚀性气体、无可燃性气体、无油雾、水蒸气、滴水或盐分等
常规
电源电压:220V±10%,50Hz
功率:40VA(MAX)
信号采集率:52.1kS/s(MAX高),分辨率24位
频域介电谱测试频率范围:1mHz-1kHz
测量时间:扫频模式约40min,快速模式约12min
尺寸:400×400×105mm
测量单元
端口:INPUT,OUTPUT,采集,通讯,接地
输出电压幅值范围:0-500V,电压上升速率150V/μs
输出电压直流偏置:≤1V
高压电源内部电容:300pF
测量电流范围:2×10-13-2×10-3A(交流峰值)
测试绝缘阻抗范围:5000-1015Ω
电流测量误差:≤1%
过流保护启动:交流峰值达到40mA,5ms
校正:允许现场校正
PC要求
操作系统:Windows 2000/XP/Vista/7/8/10
处理器:Pentium 500 MHz或更高
内存:512Mb RAM或更高
接口:2个USB2.0
图片显示了一些标配的配件,高压电缆、USB电缆、接地电缆和测试电缆。