基于椭圆偏振原理的空间电荷测量方案设计与可行性验证

来源：电工电能新技术杂志2023年第4期北京时间：

作者：程思闳， 史昀祯， 任瀚文， 高浩予， 綦天润， 李庆民

单位：新能源电力系统国家重点实验室华北电力大学， 北京 102206

摘要：为支撑大功率电力电子装备绝缘可靠设计与状态评估，本文基于椭圆偏振原理与太赫兹波的高信噪比窄脉宽特性，提出了适用于复杂电应力下的固体电介质空间电荷反射与透射法光学测量方案，推导构建了电荷信号传变过程的数学表征模型，对比指出两种方案下探测光光强差与电荷信号幅值近似成正比，且当反射法入射角大于0.29°时测量灵敏度更高。进一步搭建两种方案的椭圆偏振测量系统开展实验研究，结果验证了反射法测量比例系数高于透射原理，同时选用熔融石英晶体作为传感器材料时灵敏度和稳定性较高，且测量线性度误差与重复性误差均低于5%。本文工作将为空间电荷高时空分辨率测量系统的拓扑设计提供前期基础。

关键词：空间电荷, 应力双折射效应, 透射法椭圆偏振测量, 反射法椭圆偏振测量

基金资助：国家自然科学基金项目(52127812、 51737005、 51929701)、 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2022MS007)