CN105137195B - 一种金属化膜固定装置及金属化膜通流特性测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属化膜固定装置及金属化膜通流特性测试方法。该装置包括第一固定板、第二固定板、多个连接拉杆、第一活动拉杆、第二活动拉杆、两个弹簧、两个固定螺母、两个托杆和两个条状金属电极。长条状的金属化膜试品能很简单方便地固定于该装置上，且利用弹簧使条状金属化膜样品处于绷紧状态，通过保证每次试验中弹簧弹力的一致性，确保多次重复试验中金属化膜样品状况的一致性；通过条状金属电极与托杆对金属化膜进行固定和电气连接，可保证金属化膜金属层与条状金属电极接触的稳定性和可靠性；条状金属化膜试品位于装置顶端，因而能很方便地观察试验过程中金属化膜试品上金属层状况的变化。

Description

一种金属化膜固定装置及金属化膜通流特性测试方法

技术领域

本发明属于高压电工技术领域，更具体地，涉及一种金属化膜固定装置及金属化膜通流特性测试方法。

背景技术

金属化膜是在有机薄膜表面蒸镀一层极薄的金属层，蒸镀的金属可以是金、银、铝、锌、铝锌复合等，一般多采用铝或者铝锌复合，厚度极薄为纳米级，因此其具有较大的电阻。当金属化膜的金属电极层中流过大电流时，此时可能出现由于极大的电流密度导致的“电爆炸”现象，或者在金属层上出现裂纹使得金属化膜金属电极层的连续性被破坏。

金属导体的电爆炸现象是指金属导体在通过极大电流时由于瞬间被加热至极高温度，导致金属直接气化的现象。适当的条件下，高幅值的电流脉冲会使得高温、高密度的暂态电弧在导体、金属薄片、金属化薄膜中产生。这种现象在高能量密度脉冲放电领域得到了较为广泛的研究。在纳米产品、高电压装置中的快速保险丝等领域电爆炸都得到了有效的应用。其中金属化膜电爆炸理论在金属化膜电容器放电与薄膜开关上得到了较好的应用。

在实际应用中，金属化膜一般多用于制造金属化膜电容器。也可利用其有限的通流能力将其用作“开关”，将其连入电路后，若电路中产生了超过限定值的大电流，金属化膜“开关”将断开，从而切断电路。为了研究金属化膜电容器的通流能力及其在通过大电流时的失效机理，同时为了研究金属化膜用做开关时的通流特性，有必要对金属化膜的通流特性进行测试。

目前在进行通流特性测试时，主要通过如下两种方法固定金属化膜：

(1)将平板型金属电极直接放置于金属化膜的金属电极上，其不足之处在于：由于金属化膜的电极厚度极薄，会导致平板型电极与金属化膜的金属层的接触不良，增大接触电阻，导致不能准确反映金属化膜在通流试验中的电阻值。

(2)采用金属夹具夹住金属化膜的两端的方式进行固定，其不足之处在于当需要进行多个样品的重复性试验时，难以保持金属化膜在每次试验中的连接状况的一致性，进而会影响试验结果的一致性。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种金属化膜固定装置及金属化膜通流特性测试方法，该装置能更好地固定金属化膜，保证金属化膜金属层与条状金属电极接触的稳定性和可靠性，同时能很方便地将金属化膜试品连入外电路进行试验研究；此外，还能通过弹簧确保多次重复试验中金属化膜样品状况的一致性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种金属化膜固定装置，其特征在于，包括第一固定板、第二固定板、多个连接拉杆、第一活动拉杆、第二活动拉杆、两个弹簧、两个固定螺母、两个托杆和两个条状金属电极；所述第一固定板和所述第二固定板通过所述多个连接拉杆固定连接，所述第一固定板和所述第二固定板的两侧设有竖直滑道，所述第一活动拉杆的两端分别与所述第一固定板和所述第二固定板一侧的竖直滑道活动连接，所述第二活动拉杆的两端分别与所述第一固定板和所述第二固定板另一侧的竖直滑道活动连接，同时通过所述两个弹簧连接所述两个固定螺母，所述两个固定螺母能沿着所述第二活动拉杆所在的竖直滑道移动；所述第一固定板上还设有水平滑道，所述两个托杆的一端与所述水平滑道活动连接，所述两个条状金属电极能分别固定在所述两个托杆上，用作金属化膜试品与外部元件形成电气连接的端口。

优选地，所述多个连接拉杆、所述第一活动拉杆、所述第二活动拉杆和所述两个托杆均垂直于所述第一固定板和所述第二固定板，所述第一活动拉杆和所述第二活动拉杆能固定在其所在的竖直滑道上，所述两个托杆能固定在所述水平滑道上，所述固定螺母能固定在所述第二活动拉杆所在的竖直滑道上。

优选地，工作时，金属化膜试品夹于所述两个托杆和所述两个条状金属电极之间，金属化膜试品的金属面与所述两个条状金属电极接触，其一端固定在所述第一活动拉杆上，另一端固定在所述第二活动拉杆上，所述第一活动拉杆固定在其所在的竖直滑道上，所述固定螺母固定在所述第二活动拉杆所在的竖直滑道上，所述两个弹簧处于拉伸状态，其弹力作用于所述第二活动拉杆，使金属化膜试品绷直。

优选地，所述第一固定板和所述第二固定板由环氧树脂制成，所述多个连接拉杆由聚四氟乙烯制成。

优选地，所述两个托杆上与金属化膜试品接触的部位设置有橡胶条，用于使金属化膜试品的金属面与所述两个条状金属电极形成更好的接触。

按照本发明的另一方面，提供了一种用上述金属化膜固定装置实现的金属化膜通流特性测试方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)固定第一活动拉杆，使金属化膜试品的金属面朝上，将其置于两个托杆上，将金属化膜试品的一端固定于第一活动拉杆上，另一端固定于第二活动拉杆上，调整两个托杆和两个固定螺母到合适的位置并固定，使金属化膜试品绷直，此时两个弹簧处于拉伸状态，最后将两个条状金属电极分别安装于两个托杆上，使金属化膜试品的金属面与两个条状金属电极接触；(2)通过两个条状金属电极使金属化膜试品与电感、电阻、晶闸管和电容器串联，在电容器的两端连接直流电源，直流电源的低压端接地；(3)通过直流电源对电容器充电，当电容器的电压达到预定电压值时，触发晶闸管放电，完成一次金属化膜通流试验。

优选地，所述步骤(1)中，还将金属化膜试品置于两个连接拉杆上，利用两个连接拉杆为金属化膜试品提供支撑力，使其更好地绷直。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)长条状的金属化膜试品能很简单方便地固定于该装置上，且利用弹簧使条状金属化膜样品处于绷紧状态，通过保证每次试验中弹簧弹力的一致性，确保多次重复试验中金属化膜样品状况的一致性。

(2)通过条状金属电极与托杆对金属化膜进行固定和电气连接，可保证金属化膜金属层与条状金属电极接触的稳定性和可靠性。

(3)条状金属化膜试品位于装置顶端，因而能很方便地观察试验过程中金属化膜试品上金属层状况的变化。

附图说明

图1是本发明实施例的金属化膜固定装置的结构示意图；

图2是对金属化膜进行通流特性测试的电路图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-第一固定板，2-第二固定板，3-连接拉杆，4-第一活动拉杆，5-第二活动拉杆，6-弹簧，7-固定螺母，8-竖直滑道，9-水平滑道，10-托杆，11-条状金属电极。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明实施例的金属化膜固定装置包括第一固定板1、第二固定板2、多个连接拉杆3、第一活动拉杆4、第二活动拉杆5、两个弹簧6、两个固定螺母7、两个托杆10和两个条状金属电极11。

第一固定板1和第二固定板2通过多个连接拉杆3固定连接，第一固定板1和第二固定板2的两侧设有竖直滑道8，第一活动拉杆4的两端分别与第一固定板1和第二固定板2一侧的竖直滑道8活动连接，第二活动拉杆5的两端分别与第一固定板1和第二固定板2另一侧的竖直滑道8活动连接，同时通过弹簧6连接固定螺母7，固定螺母7能沿着第二活动拉杆5所在的竖直滑道移动；第一固定板1上还设有水平滑道9，两个托杆10的一端与水平滑道9活动连接，两个条状金属电极11能分别固定在两个托杆10上，用作金属化膜试品与外部元件形成电气连接的端口。

多个连接拉杆3、第一活动拉杆4、第二活动拉杆5和两个托杆10均垂直于第一固定板1和第二固定板2，第一活动拉杆4和第二活动拉杆5能固定在其所在的竖直滑道上，两个托杆10能固定在水平滑道9上，固定螺母7能固定在第二活动拉杆5所在的竖直滑道上。

工作时，金属化膜试品夹于托杆10和条状金属电极11之间，金属化膜试品的金属面与条状金属电极11接触，其一端固定在第一活动拉杆4上，另一端固定在第二活动拉杆5上，第一活动拉杆4固定在其所在的竖直滑道上，固定螺母7固定在第二活动拉杆5所在的竖直滑道上，弹簧6处于拉伸状态，弹簧6的弹力作用于第二活动拉杆5，使金属化膜试品绷直。

在本发明的一个实施例中，连接拉杆3为五个。

优选地，第一固定板1和第二固定板2由环氧树脂制成，连接拉杆3由聚四氟乙烯制成。

优选地，托杆10上与金属化膜试品接触的部位设置有橡胶条，用于使金属化膜试品的金属面与条状金属电极11形成更好的接触。

更进一步地，如图2所示，利用上述金属化膜固定装置进行金属化膜通流特性测试的方法如下：

(1)固定第一活动拉杆4，使金属化膜试品的金属面朝上，将其置于两个托杆10上，将金属化膜试品的一端固定(如采用粘结方式)于第一活动拉杆4上，另一端固定于第二活动拉杆5上，调整两个托杆10和固定螺母7到合适的位置并固定，使金属化膜试品绷直，此时两个弹簧6处于拉伸状态，最后将两个条状金属电极11分别安装于两个托杆10上，使金属化膜试品的金属面与条状金属电极11接触。

(2)通过两个条状金属电极11使金属化膜试品与电感、电阻、晶闸管和电容器串联，在电容器的两端连接直流电源，直流电源的低压端接地。

(3)通过直流电源对电容器充电，当电容器的电压达到预定电压值时，触发晶闸管放电，完成一次金属化膜通流试验。

优选地，上述步骤(1)中，还将金属化膜试品置于两个连接拉杆3上，两个连接拉杆3用于为金属化膜试品提供支撑力，使其更好地绷直。

本发明的金属化膜固定装置能够用于对金属化膜进行通流试验，并能确保多次试验中金属化膜试品的一致性以及金属化膜试品的金属面与条状金属电极形成良好的电接触，同时通过该装置能方便地观察试验中金属化膜的金属层状况的变化。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种金属化膜固定装置，其特征在于，包括第一固定板、第二固定板、多个连接拉杆、第一活动拉杆、第二活动拉杆、两个弹簧、两个固定螺母、两个托杆和两个条状金属电极；

所述第一固定板和所述第二固定板通过所述多个连接拉杆固定连接，所述第一固定板和所述第二固定板的两侧设有竖直滑道，所述第一活动拉杆的两端分别与所述第一固定板和所述第二固定板一侧的竖直滑道活动连接，所述第二活动拉杆的两端分别与所述第一固定板和所述第二固定板另一侧的竖直滑道活动连接，同时通过所述两个弹簧连接所述两个固定螺母，所述两个固定螺母能沿着所述第二活动拉杆所在的竖直滑道移动；所述第一固定板上还设有水平滑道，所述两个托杆的一端与所述水平滑道活动连接，所述两个条状金属电极能分别固定在所述两个托杆上，用作金属化膜试品与外部元件形成电气连接的端口。

2.如权利要求1所述的金属化膜固定装置，其特征在于，所述多个连接拉杆、所述第一活动拉杆、所述第二活动拉杆和所述两个托杆均垂直于所述第一固定板和所述第二固定板，所述第一活动拉杆和所述第二活动拉杆能固定在其所在的竖直滑道上，所述两个托杆能固定在所述水平滑道上，所述固定螺母能固定在所述第二活动拉杆所在的竖直滑道上。

3.如权利要求1或2所述的金属化膜固定装置，其特征在于，工作时，金属化膜试品夹于所述两个托杆和所述两个条状金属电极之间，金属化膜试品的金属面与所述两个条状金属电极接触，其一端固定在所述第一活动拉杆上，另一端固定在所述第二活动拉杆上，所述第一活动拉杆固定在其所在的竖直滑道上，所述固定螺母固定在所述第二活动拉杆所在的竖直滑道上，所述两个弹簧处于拉伸状态，其弹力作用于所述第二活动拉杆，使金属化膜试品绷直。

4.如权利要求1或2所述的金属化膜固定装置，其特征在于，所述第一固定板和所述第二固定板由环氧树脂制成，所述多个连接拉杆由聚四氟乙烯制成。

5.如权利要求1或2所述的金属化膜固定装置，其特征在于，所述两个托杆上与金属化膜试品接触的部位设置有橡胶条，用于使金属化膜试品的金属面与所述两个条状金属电极形成更好的接触。

6.一种用权利要求1至5中任一项所述的金属化膜固定装置实现的金属化膜通流特性测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)固定第一活动拉杆，使金属化膜试品的金属面朝上，将其置于两个托杆上，将金属化膜试品的一端固定于第一活动拉杆上，另一端固定于第二活动拉杆上，调整两个托杆和两个固定螺母到合适的位置并固定，使金属化膜试品绷直，此时两个弹簧处于拉伸状态，最后将两个条状金属电极分别安装于两个托杆上，使金属化膜试品的金属面与两个条状金属电极接触；

(2)通过两个条状金属电极使金属化膜试品与电感、电阻、晶闸管和电容器串联，在电容器的两端连接直流电源，直流电源的低压端接地；

(3)通过直流电源对电容器充电，当电容器的电压达到预定电压值时，触发晶闸管放电，完成一次金属化膜通流试验。

7.如权利要求6所述的金属化膜通流特性测试方法，其特征在于，所述步骤(1)中，还将金属化膜试品置于两个连接拉杆上，利用两个连接拉杆为金属化膜试品提供支撑力，使其更好地绷直。