本技術(shù)涉及一種片狀絕緣材料沿面閃絡(luò)擊穿電壓測(cè)試夾具及裝置，屬于閃絡(luò)擊穿電壓測(cè)試夾具及其裝置。

背景技術(shù)：

1、高壓絕緣材料是指在高壓電力設(shè)備和系統(tǒng)中用于絕緣保護(hù)的材料。隨著高壓輸電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)高壓絕緣材料的耐電壓性能也提出更高的要求。在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的絕緣設(shè)備中，如氣體絕緣封閉式組合電器、復(fù)合絕緣子、盆式絕緣子等，通常存在多處氣體和固體的交界面，其交界面的沿面閃絡(luò)擊穿電壓通常比純空氣間隙的擊穿電壓低得多，所以更容易產(chǎn)生局部放電，進(jìn)而導(dǎo)致電力設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞。因此，氣-固交界面是此類絕緣結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)，提高沿面閃絡(luò)擊穿電壓是提高高電壓電力設(shè)備工作可靠性的關(guān)鍵。

2、在氣-固界面沿面閃絡(luò)的實(shí)驗(yàn)研究中，有許多可供選擇的電極種類，比如針-針電極、針-板電極、板-板電極、指形電極等，這其中指形電極具有易于測(cè)量不同材料、厚度、大小樣品的優(yōu)點(diǎn)，適合在氣體環(huán)境下進(jìn)行沿面閃絡(luò)實(shí)驗(yàn)。然而，現(xiàn)有的測(cè)量沿面閃絡(luò)擊穿電壓的指形電極裝置仍存在很多問題：①難以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電極與材料界面的接觸壓力；②難以精準(zhǔn)控制電極與材料之間接觸壓力；③無法保證高壓極和接地極兩個(gè)電極與材料界面壓力的一致性。

3、對(duì)于不同彈性模量的材料，需要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電極與材料接觸的壓力，并實(shí)現(xiàn)壓力的精準(zhǔn)測(cè)量與調(diào)控，以確保指形電極與材料緊密接觸，此時(shí)測(cè)得的表面放電結(jié)果才具有可重復(fù)性。否則，在電極與材料接觸界面壓力不可監(jiān)測(cè)、不可調(diào)節(jié)或不對(duì)稱的情況下，必然會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析造成影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型為了進(jìn)一步提高沿面閃絡(luò)實(shí)驗(yàn)的可控性，提供了一種片狀絕緣材料沿面閃絡(luò)擊穿電壓測(cè)試夾具及裝置。

2、本實(shí)用新型的技術(shù)方案：

3、本實(shí)用新型的目的之一是提供一種片狀絕緣材料沿面閃絡(luò)擊穿電壓測(cè)試夾具，其包括底座1、框架、壓力感應(yīng)系統(tǒng)、平衡系統(tǒng)4、指形電極5和升降平臺(tái)6；所述框架固定于底座1上，其由上橫梁2-1、下橫梁2-2以及連接在上橫梁2-1與下橫梁2-2兩端的立柱2-3組成；所述壓力感應(yīng)系統(tǒng)包括壓力傳感器3-1和受力塊3-2，壓力傳感器3-1與上橫梁2-1固連，受力塊3-2兩側(cè)通過連桿結(jié)構(gòu)與上橫梁2-1鉸接，受力塊3-2的下方通過萬向節(jié)3-3與平衡系統(tǒng)4的上端連接；平衡系統(tǒng)4的下端通過金屬塊9與指形電極5連接；升降平臺(tái)6通過絲杠7與下橫梁2-2連接；

4、待測(cè)片狀絕緣材料樣品8位于升降平臺(tái)6上，兩個(gè)指形電極5位于待測(cè)片狀絕緣材料樣品8表面具有一定絕緣距離的兩點(diǎn)處，且兩個(gè)指形電極5分別與交直流高壓電源的高壓端和接地端連接。

5、進(jìn)一步限定，壓力傳感器3-1為平面膜盒式測(cè)力傳感器，固定安裝在上橫梁2-1上，且受力面位于上橫梁2-1的下方；受力塊3-2是上表面為弧形凸面狀的圓柱體，萬向節(jié)3-3的一端固定在受力塊3-2的下表面；受力塊3-2的柱體兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置安裝支座，安裝支座通過與由多個(gè)連桿鉸接而成的連桿結(jié)構(gòu)鉸接懸掛在上橫梁2-1上，并位于壓力傳感器3-1受力面的正下方。

6、進(jìn)一步限定，平衡系統(tǒng)4包括采用絕緣材料制作而成的上基座4-1、下基座4-2以及通過推力球軸承4-4連接在上基座4-1、下基座4-2同側(cè)兩端的四根支撐桿4-3；位于上基座4-1和下基座4-2不同側(cè)、且位置相對(duì)的兩根支撐桿4-3之間安裝金屬塊9。

7、進(jìn)一步限定，上基座4-1為中心開有方形通槽的長方體，萬向節(jié)3-3的另一端旋轉(zhuǎn)安裝在上基座4-1的方形通槽中心處。

8、進(jìn)一步限定，指形電極5包括指形電極端5-1和安裝端5-2，金屬塊9通過推力球軸承4-4與安裝端5-2連接。

9、進(jìn)一步限定，兩個(gè)指形電極5對(duì)立放置，間距為10mm。

10、進(jìn)一步限定，升降平臺(tái)6由上至下依次包括樣品放置板7-1、第一連接板7-2、交叉滾子軸承7-3和第二連接板7-4；第一連接板7-2為圓環(huán)狀，圓板狀的樣品放置板7-1通過螺栓與第一連接板7-2連接，第一連接板7-2與交叉滾子軸承7-3的外圈通過螺栓連接，第二連接板7-4與交叉滾子軸承7-3的內(nèi)圈通過螺栓連接，第二連接板7-4的中心與絲杠7的一端固定連接。

11、進(jìn)一步限定，絲杠7的另一端穿過下橫梁2-2與手柄10連接，并通過銅螺母11和鎖緊螺絲12實(shí)現(xiàn)絲杠7的移動(dòng)和固定。

12、進(jìn)一步限定，絲杠7通過螺紋配合與銅螺母11套裝，且銅螺母11固定在下橫梁2-2上并裝有鎖緊螺絲12。

13、進(jìn)一步限定，上橫梁2-1的上方安裝有橫板，壓力傳感器3-1的壓力顯示屏。

14、本實(shí)用新型的目的之二是提供一種片狀絕緣材料沿面閃絡(luò)擊穿電壓測(cè)試裝置，其包括上述片狀絕緣材料沿面閃絡(luò)擊穿電壓測(cè)試夾具、交直流高壓電源、示波器和計(jì)算機(jī)。

15、進(jìn)一步限定，計(jì)算機(jī)與示波器之間采用網(wǎng)口輸出傳輸，示波器對(duì)待測(cè)片狀絕緣材料樣品8中流經(jīng)的電流和兩端的電壓進(jìn)行提取和記錄。

16、有益效果：

17、(1)本實(shí)用新型提供的片狀絕緣材料沿面閃絡(luò)擊穿電壓測(cè)試夾具基于杠桿平衡原理的同時(shí)，在多個(gè)連接處使用推力球軸承，保證電極可以根據(jù)受壓情況進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)，使兩個(gè)電極的界面壓力始終保持一致，既能保證單個(gè)電極能最大程度地貼合試樣表面，又能保證兩個(gè)電極同時(shí)分?jǐn)偼瑯哟笮〉膲毫?，提高了測(cè)試過程條件控制的一致性，保證了不同實(shí)驗(yàn)者測(cè)試結(jié)果的可對(duì)比性。此外，避免了待測(cè)試樣品由于厚度不均勻或者表面粗糙度較大等問題，導(dǎo)致的電極與試樣之間存有間隙，兩個(gè)電極的受壓情況難以保持一致的問題。

18、(2)本實(shí)用新型提供的片狀絕緣材料沿面閃絡(luò)擊穿電壓測(cè)試夾具裝有測(cè)力傳感器與實(shí)時(shí)顯示屏，可使沿面閃絡(luò)實(shí)驗(yàn)在規(guī)定的電極壓力條件下進(jìn)行，如假設(shè)規(guī)定在0.1mpa的壓強(qiáng)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，已知圖紙上兩個(gè)電極的面積之和為678mm2，根據(jù)壓強(qiáng)公式：p＝f/s，算出保持0.1mpa壓強(qiáng)所需的壓力為67.8n，再根據(jù)重力公式f＝mg，g取9.8n/kg，算出所施加的力為6.92kg。通過旋轉(zhuǎn)升降平臺(tái)手柄使平臺(tái)上升施壓，顯示數(shù)值為6.92kg時(shí)鎖緊平臺(tái)，即可在規(guī)定的壓強(qiáng)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(如若更換電極或者在其他壓強(qiáng)下實(shí)驗(yàn)，也是用同樣的方法計(jì)算)。另外，由于壓力傳感器與兩個(gè)電極之間采用了絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，壓力傳感器在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，均不會(huì)受到高電壓或者強(qiáng)電場(chǎng)的影響，因此在高電壓施加過程中，壓力傳感器仍能正常工作并實(shí)時(shí)地采集和顯示整個(gè)測(cè)試過程中的界面壓力變化情況。對(duì)于一些彈性較好的材料，比如：塑料、橡膠、纖維紙板等，測(cè)試過程中由于材料的力學(xué)松弛行為，可能會(huì)導(dǎo)致電極與界面壓力逐漸減小，這種情況對(duì)于測(cè)試結(jié)果必然會(huì)造成影響，若采用過去已有技術(shù)，該影響是無法獲知的，而采用本發(fā)明的裝置則可以實(shí)時(shí)獲知，并避免或評(píng)估其可能造成的影響。

19、(3)本實(shí)用新型提供的片狀絕緣材料沿面閃絡(luò)擊穿電壓測(cè)試夾具的放置平臺(tái)可靈活放置試樣，并且可以測(cè)量多種厚度、形狀和大小的平板形試樣。此外，采用升降平臺(tái)進(jìn)行試樣的更換，無需拆裝螺絲，單次測(cè)試周期短，操作過程簡單，不僅可以便于更換試樣和調(diào)整實(shí)驗(yàn)位置，也能兼容不同厚度的材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；采用帶有螺紋的絲杠進(jìn)行平臺(tái)的升降調(diào)節(jié)，具有操作簡單，適用范圍廣的特點(diǎn)。