使用太赫兹介电光谱学对HTV的热氧化衰老进行非破坏性评估
Tengyi Zhang1, Li Cheng1, Shuo Zhang1
1School of Electrical Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|September 13, 2025
概括
高压绝缘体的热氧化老化是一种风险. 这项研究使用太赫兹时域光谱学 (THz-TDS) 和ATR-FTIR分析老化,为绝缘故障提供早期警告.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 频谱学是一种光谱学.
背景情况:
- 高温化 (HTV) 的热氧化老化对高压绝缘体中的电网安全构成重大风险.
- 了解老化过程中的化学和介电变化对于预测绝缘故障至关重要.
研究的目的:
- 在加速老化过程中建立HTV的介电反应和化学组演变之间的定量结构-活性关系.
- 开发一个预测模型来识别关键老化点和潜在的绝缘故障.
主要方法:
- 利用太赫兹时域光谱学 (THz-TDS) 来分析老化HTV样本的介电频谱 (0.1-0.4 THz).
- 使用减弱全反射红外光谱 (ATR-FTIR) 来监测化学功能组在衰老过程中的变化.
- 应用了双德拜放松理论来解释介电反应和化学进化.
主要成果:
- 确定了与衰老相关的介电真实部分 (在0.16 THz) 和虚构部分 (在0.17 THz) 的三阶段演变模式.
- 观察到碳基组形成的动态和与-氧键断裂相关的线性反应.
- 使用介电损失角度数据,描述了HTV的三个不同的衰老阶段.
结论:
- 开发的模型准确地描述了HTV老化阶段,并可以预测早期氧化和主链骨折.
- 这种多层次的方法为绝缘体的非破坏性寿命评估提供了物理基础.
- 这些发现提供了对绝缘故障的高级风险识别,超越了传统方法.
