【2011】【论文笔记】用THz-TDS观察水树——

前言

类型
$太赫兹+水树$
期刊
$IEEETransactionsonDielectricsandElectricalInsulation$
作者
$RyoSato,MarinaKomatsu,YoshimichiOhki,NorikazuFuse,YoshinobuNakamichi,MayaMizuno,KaoriFukunaga$
时间
$2011$

研究目的

水树怎么产生的？
在高压和中压电力电缆或绝缘电线中，当在电场和水的存在下使用时，可能会出现并生长水树

由于没有水屏蔽层（防水层）的电缆或绝缘电线仍在广泛使用，因此检测水树对于此类电缆和电线的维护至关重要

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实验

使用样品为$1mm$厚的低密度聚乙烯PE板

样品A是接收到的样品？

样品H有许多平均深度约$300\mu m$针孔，这些针孔由曲率半径$10\mu m$的碳化钨制成

样品W充满了许多针孔，充满了NaCl溶液

将W薄片放在在$0.1mol/l$ NaCl溶液中，在室温下施加交流电压（2kHz,3kV）168小时。这些充满NaCl溶液的 针孔充当了水针电极，水树就是从这生长的
——将充满NaCl溶液的针孔当做是电极

使用由一个或两个PE板、水层和铝板或铜板组成的分层样品进行测试

对于上述样品，使用太赫兹时域光谱仪THz-TDS（0.3THz的FWHM光束直径约3mm），在真空中获得了$0.4\sim 4THz$的太赫兹光谱

吸收光谱是在$4.5THz\sim 30THz$的频率范围内，通过傅里叶变换红外光谱仪（9THz的FWHM光束直径约5mm）测量的

所有实验均在室温、大气环境或真空中进行

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结论

• 在具有水树的样品中出现了吸收边，其强度随着频率向4THz增加而增加（因为样品中有水）
• 使用频率$0.01\sim 1THz$的太赫兹光成功对生长在聚合物表面或聚合物底部的水树分布进行了成像
• 即使使用聚合物绝缘层覆盖（聚氯乙烯护套）或具有高吸收系数的半导体聚合物之类的物质，只要反射的太赫兹光保持其强度足以由检测器测量，就可以对水树成像（只要功率足够，就可以成像）

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问题

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