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DB53／T 981-2020 复合绝缘子伞套硅橡胶陷阱电荷量和陷阱能级的热刺激电流测试方法

直流电源，监测和采集系统应在0℃～40℃之间的环境范围申进行使用和测试。

5.4.1.1热刺激电 数电流，由 比获得被测电介质中陷阱捕获到的电荷量，并得到温度上分立的陷阱能级。通过介质中的电荷密度以及 陷阱能级可以判断电介质材料性能的变化。 5.4.1.2热刺激电流测试主要包括加压、降温以及升温三个过程。在某一温度（加压温度）T。下对试 样施加作用电压U。一段时间后，保持该电场，迅速将试样降温至温度Ta（Ta

k一波尔兹曼常数； Tm一峰值电流对应的温度，单位为开尔文（K）； △T一半峰值电流对应的温度差，单位为开尔文（K）

2.47T皖K AT

DB13T 1384.2-2011 饲料中土霉素、四环素、金霉素的测定5. 4. 2. 1加压

加压过程是为了向试样内注入电荷。通过控温系统使试样加热至加压温度T。后，在试样两端施加 作用电压Uo，并保持一定的加压时间t1。加压温度T。的选取可参考附录A.1，作用电压U。的选取可 参考附录A.2，加压时间t1的选取可参考附录A.3，测量实例参见附录B，报告编制参见附录C。加压 过程完成后应迅速降温至采集微电流的起始温度T.（平均降温速率α宜在20～30K/min范围内）。 在降温过程结束后，撤去电压，对试样两端 ，以减少电极极化对测试结果的影响。

5. 4. 2. 2 升温

以升温速率β对试样进行升温，同时监测并记录试样的实时温度？和热刺激电流（，升 升温终止温度Tb后，实验结束。

由热刺激电流法（TSC）的数据分析原理可得，若要通过热刺激电流曲线表征陷阱能级和陷阱电荷 参数，必须维持去压、加压过程中温度上升的线性度。因此使用热刺激电流设备测试陷阱电荷和陷阱能 级参数前，须进行允许升温校验，以保证升温过程线性度。校验结果如图3所示。

图3勾速升温校验结果

为了检验热刺激电流测量装置的有效性，需要进行有效性校验。分别对硅橡胶试样进行两次热刺激 电流测试，第一次除了不对试样施加高电压外，其它都参照第5节中规定的热刺激电流测试步骤 进行，得到热刺激电流曲线。第二次均按照第5节中规定的热刺激电流测试步骤进行，得到热刺 激电流曲线。测试结果如图4所示

为了考察硅橡胶热刺激日 故对热刺激电流试验中的电 骤，对试样进行第一次试验， 比外，除了不对试样施加高电 热刺激曲线。测试结果如图

图5硅橡胶热刺激电流试验的累积效应

试验报告应包括下列内容： 被测试样的基本信息（运行环境、取样部位等）； b 试样信息说明：尺寸、试样处理厚度等； C 测试参数：所加电压、加压温度、加压时间、降温温度、升温速率以及升温时间等； d 实验测试结果（陷阱电荷量、陷阱能级等）

附录A （资料性附录） 测试参数选取建议

放选取包括加压温度、所加电压（场强）和加压

不同温度下的加压过程会影响材料对空间电荷的捕获情况。按照表A.1的测试参数进行热刺激电 流测试，测试结果如图A.1所示，空间电荷特性分析结果如表A.2所示。

表A.1不同加压温度的测试参数

图A.1不同加压温度下的测量结果

表A.2不同加压温度的测试结果

由图A.1可以发现，采用较低的加压 的捕获并不充分， 难以充分反映 间电荷特性：采用较高的加压温度，浅陷阱 间电荷较容易被激发，影响测量准确性。所

图A.2不同加压场强下的测试结果

表A.4不同加压场强的测试结果

可见，在较高场强下，材料中的陷阱捕获到更多的空间电荷，表现为更高的电流峰值 为了得到材料更全面的空间电荷特性，并能更明显地反映出不同材料间的差异，应采用较高 加压。

表A.5不同加压时间的测试参数

图A.3不同加压时间下的测试结果

GA/T 1423-2017 法庭科学塑料物证检验 红外光谱法表A.6不同加压时间对测试结果的影响

通过表A.5和A.6可以发现，加压时间对测得热刺激电流峰值对应温度的影响很小如图A.3所 示，而随着加压时间增加，峰值电流逐渐增加，陷阱电荷量也随之增长，说明加压时间越长，空间电荷 注入越充分。加压20～30分钟左右后测得的陷阱电荷量及能级变化较小，所以建议选择加压20分钟 保证试验的准确性以及可重复性。 然而，上述测试案例以及对测试参数 择方法的 分析仅适用于复合绝缘子硅橡胶材料，如果测量其 它电介质材料还需要选择更合适的测 参数

试样名称：高温硫化硅橡胶； 试样结构：片状结构； 厚度：0.7mm; 处理方式：用无水乙醇擦拭，并用离子溅射仪对硅橡胶材料两面镀金，见图B.1。

测量原理：热刺激电流法； 作用场强：直流，8.0kV/mm； 加压时间：20min； 加压温度：323.0K； 起始温度：183.0K； 升温速率：3.0K/min; 升温时间：60 min。

通过电流温度采集系统，得到试样的热刺激电流曲线，如图B.2所示。

图B.2硅橡胶试样热刺激电流曲线

GB/T 13075-2016 钢质焊接气瓶定期检验与评定DB53/T9812020

根据公式（B.1）和（B.2）计算得到陷阱电荷量和陷能级