CN108169283B - 超导试样的低温高电压试验平台装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种超导试样的低温高电压试验平台装置。该装置包括：杜瓦本体、杜瓦盖、支撑底座、高电压引线、电流引线、压力计、液氮阀门及管道、透明窗口以及支撑平台，杜瓦盖置于杜瓦本体的顶端，高电压引线和电流引线从杜瓦盖上引出，压力计和液氮阀门及管道位于杜瓦本体上，透明窗口位于杜瓦本体的中下部，支撑底座置于杜瓦本体的底部，支撑平台置于杜瓦本体内并与杜瓦盖连接；杜瓦盖、杜瓦本体和支撑底座进行封闭式连接，将超导试样置于支撑平台上，通过透明窗口观察试验过程中超导试样在杜瓦本体内出现的物理现象。本发明结构简单、设计合理、布置灵活，能够满足为超导试样提供多种实验条件的使用需求。

Description

超导试样的低温高电压试验平台装置

技术领域

本发明涉及高温超导电力试验技术领域，尤其涉及一种超导试样的低温高电压试验平台装置。

背景技术

超导材料具有零电阻特性、完全抗磁性、临界值下的电阻快速转变特性等独特性质，具有广阔的应用价值。随着高温超导材料的制备技术近年来取得长足发展并实现商业供应，超导电力技术的研究在世界范围内迅速展开。有关超导材料研究开发所涉及的领域包括：高温超导限流器、高温超导变压器、高温超导电缆、超导储能系统等。

超导装置必须运行在安全的超导状态，获得超导电性与温度、压力、磁场、电流之间的作用关系以及应用于超导体的绝缘材料的绝缘特性对于超导装置的研发十分重要。特别的，对于超导限流器的研究，还需要清楚超导装置在冲击电流下的变化规律。

现有技术中，用于测试超导材料或装置、部件的低温容器无法同时提供变温度、变压力、低温高电压绝缘、故障电流冲击、气液两相对绝缘的影响等试验条件。由于上述项目单独的测试不能提供多种条件同时作用下的变化规律，不能真实反映超导材料、超导装置或部件在外部条件下的综合特性，给超导电力装置的研发增加了复杂性，降低了试验数据对设备研发的支撑有效性。

因此，有必要提供一种试验平台装置，在可以实现高温超导线圈试样的高压冲击试验之外，还可以提供变温度、变压力、低温高电压绝缘、故障电流冲击、气液两相对绝缘的影响等试验条件。

发明内容

本发明的实施例提供了一种超导试样的低温高电压试验平台装置，以解决上述背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明的实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置，其特征在于，该装置包括：杜瓦本体、杜瓦盖、支撑底座、高电压引线、电流引线、压力计、加注液氮阀门及管道、排出液氮阀门及管道、透明窗口以及支撑平台；

所述杜瓦盖置于所述杜瓦本体的顶端，所述高电压引线和电流引线位于所述杜瓦盖上，所述压力计、所述加注液氮阀门及管道位于所述杜瓦本体的中上部，所述透明窗口位于所述杜瓦本体的中下部，所述排出液氮阀门及管道位于所述杜瓦本体的底部，所述支撑底座置于所述杜瓦本体的底部，所述支撑平台置于所述杜瓦本体内并与所述杜瓦盖连接；

所述杜瓦盖、所述杜瓦本体和所述支撑底座进行封闭式连接，将超导试样置于所述支撑平台上，通过所述透明窗口观察试验过程中超导试样在所述杜瓦本体内出现的物理现象。

优选地，所述装置，还包括：航空插座、吊装耳环和万向轮，所述航空插座位于所述杜瓦盖上，所述吊装耳环为四个并以四边形排列于所述杜瓦盖上，所述万向轮与所述支撑底座连接；

所述航空插座，用于在测量超导试样时，连接并引出各类测试引线；

所述吊装耳环，用于将装置整体进行吊装操作，或将所述杜瓦盖与所述杜瓦本体连接或脱离；

所述万向轮，用于将本装置进行多方向的移动，所述万向轮为多个并均匀排列在所述支撑底座上。

优选地，所述杜瓦本体为本装置的主体部分，其整体为一圆筒形的结构，所述杜瓦本体包括：杜瓦外层以及杜瓦内层，所述杜瓦内层的上部边沿外径与所述杜瓦外层的上部边沿外径相同，在装置装配完成后，所述杜瓦内层的上部边沿和所述杜瓦外层的上部边沿焊接密封；

所述杜瓦本体的中上部设置安装所述加注液氮阀门及管道和所述压力计的预留孔，且这两个预留孔处于正对位置，所述杜瓦本体的底部设置安装所述排出液氮阀门及管道的预留孔，各管道和所述压力计分别与预留孔一一对应并焊接固定；

所述杜瓦本体的中下部设置一个预留窗口，所述预留窗口的四周留有一圈较外表面稍低的平面，用于安装透明玻璃；

所述杜瓦本体的底部设置环形连接棱台，所述环形连接棱台，用于连接所述杜瓦本体和所述支撑底座。

优选地，所述加注液氮阀门及管道，包括控制阀门和液氮加注管道，共同用于控制所述杜瓦本体中液氮的加注；

所述压力计位于所述加注液氮阀门及管道的对侧，用于监测所述杜瓦本体的内部压力；

所述排出液氮阀门及管道，包括控制阀门和液氮排出管道，共同用于控制所述杜瓦本体中液氮的排出；

所述透明窗口，用于观察试验过程中所述杜瓦本体的内部出现的物理现象，所述透明窗口采用的透明玻璃为蓝宝石材料，并利用环氧胶将所述杜瓦本体与透明玻璃进行粘合。

优选地，所述杜瓦盖，包括：上表面和下表面，贯穿上表面与下表面设置：绝缘套管预留螺纹孔、电流引线预留孔、航空插座预留孔、吊装耳环预留孔，在下表面单独设置：三角形排列的凸出连接孔、中心位置凸出连接孔和承力结构横穿连接孔，所述杜瓦盖的外边沿为一圈环形凸出棱台；

所述绝缘套管预留螺纹孔，用于安装高电压绝缘套管以及固定绝缘套管；

所述电流引线预留孔，用于安装电流引线；

所述航空插座预留孔，用于安装航空插座；

所述吊装耳环预留孔，用于安装吊装耳环；

所述三角形排列的凸出连接孔，呈三角形均匀排列与所述杜瓦盖的下表面，用于连接所述支撑平台；

所述中心位置凸出连接孔，置于所述杜瓦盖下表面的中心位置，用于连接所述支撑平台；

所述承力结构横穿连接孔，横穿所述中心位置凸出连接孔，用于安装圆轴连接所述支撑平台；

所述环形凸出棱台，用于将所述杜瓦盖与所述杜瓦本体进行配合，所述环形凸出棱台的外径小于所述杜瓦本体上边沿的内径。

优选地，所述高电压引线，采用高压绝缘套管进行引出，高压绝缘套管与所述杜瓦盖上设置的预留螺纹孔相对应并焊接固定，高压绝缘套管为两根，根据试验电压的等级，对高压绝缘套管之间的距离以及高压绝缘套管与杜瓦本体的内壁之间的距离进行设定；

所述电流引线，从所述杜瓦盖上的电流引线预留孔中引出。

优选地，所述电流引线与所述杜瓦盖的连接处设置绝缘隔离装置，所述绝缘隔离装置包括：电流引线接头、上环氧圆环和下环氧圆环，所述电流引线接头贯穿所述杜瓦盖，所述上环氧圆环和下环氧圆环分别置于所述杜瓦盖的外侧和内侧；

所述电流引线接头，包括：凸出棱台和螺纹，所述凸出棱台为所述电流引线保留在所述杜瓦盖外侧的部分，用于与所述上环氧圆环配合，所述螺纹位于所述电流引线接头的下侧，用于与螺母配合将所述电流引线接头固定在所述杜瓦盖上；

所述上环氧圆环，用于与所述电流引线接头的凸出棱台进行配合；

所述下环氧圆环，用于对所述电流引线和所述杜瓦盖进行绝缘隔离。

优选地，所述支撑底座，包括：内环、外环和支架，支架将内环和外环固定连接；

所述内环为一个环形槽，环形槽的直径与所述杜瓦本体底部的环形连接棱台的直径相同，所述环形连接棱台与所述环形槽配合，用于将所述杜瓦本体安装固定在所述支撑底座上；

所述外环为一个环形架，用于固定连接所述万向轮。

优选地，所述支撑平台，包括：上环氧圆板、支架、下环氧圆板、加热丝放置平台、三角形排列的圆柱、中心位置圆柱以及承力结构连接孔，所述上环氧圆板位于所述下环氧圆板之上，所述上环氧圆板通过所述支架与所述下环氧圆板连接，所述三角形排列的圆柱、中心位置圆柱以及承力结构连接孔将所述支撑平台与所述杜瓦盖进行连接；

所述上环氧圆板和所述下环氧圆板，共同用于防止所述支撑平台的左右晃动，所述上环氧圆板和所述下环氧圆板的外径小于所述杜瓦本体的内径；

所述下环氧圆板，还用于放置超导试样；

所述支架，用于承载所述上环氧圆板、所述下环氧圆板以及所述加热丝放置平台，所述支架为双层结构；

所述加热丝放置平台，用于放置使液氮产生气泡的加热丝；

所述三角形排列的圆柱，用于防止所述支撑平台的旋转，所述三角形排列的圆柱与所述杜瓦盖上的所述三角形排列的凸出连接孔连接；

所述中心位置圆柱和承力结构连接孔，用于与所述杜瓦盖上的所述中心位置凸出连接孔和承力结构横穿连接孔配合，通过穿过所述承力结构连接孔及所述承力结构横穿连接孔的圆轴来承载整个所述支撑平台；

所述上环氧圆板、所述下环氧圆板以及所述加热丝放置平台上设置多个孔，用于减轻整个支撑平台的重量以及缩短试验的冷却时间。

优选地，所述支撑平台，采用环氧树脂材料；

所述杜瓦本体、所述杜瓦盖与所述支撑底座，均采用不锈钢材料。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种超导试样的低温高电压试验平台装置，通过采用杜瓦本体、杜瓦盖和支撑底座相互绝缘密封的结构，为超导试样提供多种试验条件，可测试超导试样在多种影响因素同时作用下的变化规律，真实反映超导材料、超导装置或部件在外部条件下的综合特性。本发明将超导试样置于杜瓦本体内的支撑平台上，利用杜瓦盖上的高电压引线和电流引线，为超导试样提供不同气压、电压、电流等级的试验条件；并在杜瓦本体上安装阀门及管道控制液氮的进出、加热液氮产生气泡，为超导试样提供液氮气泡影响因素的试验条件；设置透明窗口，便于研究人员对超导试样的试验过程进行安全有效的观察；本装置还设置了可移动的支撑底座，便于对装置进行安装和运输。本发明整体结构简单，加工制作不复杂，易于实现。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置的整体外观等轴视图；

图2为本发明实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置的杜瓦本体等轴视图2(a)及内外层的等轴视图2(b)、2(c)；

图3为本发明实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置的杜瓦盖正视图3(a)和等轴视图3(b)；

图4为本发明实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置的杜瓦盖与试样支撑平台的正视图；

图5为本发明实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置的电流引线及环氧圆环示意图，5(a)为环氧圆环与电流引线接头的配合示意图，5(b)为电流引线接头图，5(c)为上环氧圆环示意图，5(d)为下环氧圆环示意图；

图6为本发明实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置的试样支撑平台及装配示意图，6(a)为支撑平台与环氧原板装配图，6(b)为支撑平台结构图；

图7为本发明实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置的控制排出液氮的阀门及管道示意图；

图8为本发明实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置的可移动式支撑底座示意图；

其中，1-杜瓦本体，2-杜瓦盖，3-支撑底座，4-透明窗口，5-高电压引线，6-电流引线，7-航空插座，8-压力计，9-加注液氮阀门及管道，10-排出液氮阀门及管道，11-吊装耳环，12-万向轮；

21-预留窗口，22-杜瓦内层上部边沿，23-加注液氮阀门及管道预留孔，24-压力计的预留孔，25-排出液氮阀门及管道预留孔，26-透明玻璃安装平面，27-环形连接棱台；

31-绝缘套管预留螺纹孔，32-电流引线预留孔，33-航空插座预留孔，34-吊装耳环预留孔，35-三角形排列的凸出连接孔，36-中心位置凸出连接孔，37-承力结构横穿连接孔，38-凸出棱台；

41-环氧圆环；

51-电流引线接头，52-上环氧圆环，53-下环氧圆环，54-凸出棱台，55-凹形棱台；

61-上环氧圆板，62-支架，63-下环氧圆板，64-加热丝放置平台，65-三角形排列的圆柱，66-中心位置圆柱，67-承力结构连接孔；

81-圆形槽。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

实施例一

本发明实施例提供了一种超导试样的低温高电压试验平台装置，该装置除可以实现高温超导线圈试样的高压冲击试验之外，还可以提供变温度、变压力、低温高电压绝缘、故障电流冲击、气液两相对绝缘的影响等试验条件。本发明可以提供液氮中气泡对于上述各类试验的影响的试验条件。本发明实施例还可以通过连接外围的影像设备，对各类试验过程中的液氮和超导试样的情况进行详细的记录。

本发明实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置的整体外观图如图1所示，该装置从外观上看，包括：杜瓦本体1、杜瓦盖2、支撑底座3、透明窗口4、高电压引线5、电流引线6、航空插座7、压力计8、加注液氮阀门及管道9、排出液氮阀门及管道10、吊装耳环11以及万向轮。杜瓦本体1为一圆筒形的结构，该结构为装置的主体部分，杜瓦盖2置于杜瓦本体1的顶端，高电压引线5、电流引线6和航空插座7位于杜瓦盖2上，压力计8和加注液氮阀门及管道9位于杜瓦本体1的中上部，透明窗口4位于杜瓦本体1的中下部，支撑底座3置于杜瓦本体1的底部。杜瓦盖、杜瓦本体和支撑底座进行封闭式连接，将超导试样置于支撑平台上，通过透明窗口观察试验过程中超导试样在杜瓦本体内出现的物理现象。

本发明实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置的试样支撑平台及装配示意图如图6所示，该装置从内部来看，还包括放置超导试样的支撑平台，该支撑平台包括：上环氧圆板61、支架62、下环氧圆板63、加热丝放置平台64、三角形排列的圆柱65、中心位置圆柱66以及承力结构连接孔67。上环氧圆板61位于下环氧圆板63之上，上环氧圆板61通过支架62与下环氧圆板63连接，三角形排列的圆柱65、中心位置圆柱66以及承力结构连接孔67将支撑平台与杜瓦盖2进行连接。

该装置具体各个组成部件的内容如下：

(1)杜瓦本体

杜瓦本体为本装置的主体部分，杜瓦本体整体为一圆筒形结构，并在圆筒的中下部具有一个透明窗口，该窗口采用蓝宝石玻璃。蓝宝石玻璃与杜瓦本体用环氧胶粘合。

杜瓦本体包括：杜瓦外层以及杜瓦内层，杜瓦内层的上部边沿外径与杜瓦外层的上部边沿外径相同，在装置装配完成后，杜瓦内层的上部边沿和所述杜瓦外层的上部边沿焊接密封；

杜瓦本体的中上部设置安装加注液氮阀门及管道和压力计的预留孔，且这两个预留孔处于正对位置，杜瓦本体的底部设置安装排出液氮阀门及管道的预留孔，各管道和压力计分别与预留孔一一对应并焊接固定。

杜瓦本体的中下部设置一个预留窗口，预留窗口的四周留有一圈较外表面稍低的平面，用于安装透明玻璃。

杜瓦本体的底部设置环形连接棱台，环形连接棱台，用于连接杜瓦本体和支撑底座。

杜瓦本体，采用不锈钢材料制成。

(2)杜瓦盖

杜瓦盖包括：上表面和下表面，贯穿上表面与下表面设置：绝缘套管预留螺纹孔、电流引线预留孔、航空插座预留孔、吊装耳环预留孔，在下表面单独设置：三角形排列的凸出连接孔、中心位置凸出连接孔和承力结构横穿连接孔，所述杜瓦盖的外边沿为一圈环形凸出棱台。

绝缘套管预留螺纹孔，用于安装高电压绝缘套管以及固定绝缘套管。

电流引线预留孔，用于安装电流引线。

航空插座预留孔，用于安装航空插座。

吊装耳环预留孔，用于安装吊装耳环。

三角形排列的凸出连接孔，呈三角形均匀排列与所述杜瓦盖的下表面，用于连接所述支撑平台。

中心位置凸出连接孔，置于所述杜瓦盖下表面的中心位置，用于连接所述支撑平台。

承力结构横穿连接孔，横穿所述中心位置凸出连接孔，用于安装固定试样支撑平台的不锈钢圆轴。

环形凸出棱台，用于将所述杜瓦盖与所述杜瓦本体进行配合，所述环形凸出棱台的外径小于所述杜瓦本体上边沿的内径。

杜瓦盖，可采用不锈钢材料制成。

(3)支撑平台

支撑平台包括：上环氧圆板、支架、下环氧圆板、加热丝放置平台、三角形排列的圆柱、中心位置圆柱以及承力结构连接孔，所述上环氧圆板位于所述下环氧圆板之上，所述上环氧圆板通过所述支架与所述下环氧圆板连接，所述三角形排列的圆柱、中心位置圆柱以及承力结构连接孔将所述支撑平台与所述杜瓦盖进行连接。

上环氧圆板和所述下环氧圆板，共同用于防止所述支撑平台的左右晃动，所述上环氧圆板和所述下环氧圆板的外径小于所述杜瓦本体的内径。

下环氧圆板，还用于放置超导试样。

支架，用于承载所述上环氧圆板、所述下环氧圆板以及所述加热丝放置平台，所述支架为双层的三角形结构。

加热丝放置平台，用于放置使液氮产生气泡的加热丝。

三角形排列的圆柱，用于防止所述支撑平台的旋转，所述三角形排列的圆柱与所述杜瓦盖上的所述三角形排列的凸出连接孔连接。

中心位置圆柱和承力结构连接孔，用于与所述杜瓦盖上的所述中心位置凸出连接孔和承力结构横穿连接孔配合，通过穿过所述承力结构连接孔及所述承力结构横穿连接孔的圆轴来承载整个所述支撑平台。

上环氧圆板、下环氧圆板以及加热丝放置平台上设置多个孔，用于减轻整个支撑平台的重量以及缩短试验的冷却时间。

支撑平台，可采用环氧树脂材料制成。

本领域技术人员应能理解上述支架的结构仅为举例，其他现有的或今后可能出现的用于防止旋转的支架结构如可适用于本发明实施例，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

本领域技术人员应能理解上述环氧圆板的形状仅为举例，其他现有的或今后可能出现的用于防止晃动或放置试样的环氧圆板的形状如可适用于本发明实施例，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

(4)支撑底座

支撑底座，包括：内环、外环和支架，支架将内环和外环固定连接。

内环为一个环形槽，环形槽的直径与所述杜瓦本体底部的环形连接棱台的直径相同，所述环形连接棱台与所述环形槽配合，用于将所述杜瓦本体安装固定在所述支撑底座上。

外环为一个环形架，用于固定连接所述万向轮。

支撑底座，可采用不锈钢材料制成。

(5)航空插座

航空插座位于所述杜瓦盖上，航空插座为多个接口的插座，用于在测量超导试样时，连接并引出各类测试引线。

(6)吊装耳环

吊装耳环为四个并以四边形排列于所述杜瓦盖上，用于将装置整体进行吊装操作，或将所述杜瓦盖与所述杜瓦本体连接或脱离。

(7)万向轮

万向轮与所述支撑底座连接，用于将本装置进行多方向的移动，所述万向轮为多个并均匀排列在所述支撑底座的外环上。

(8)液氮阀门及管道

液氮阀门及管道包括：加注液氮阀门及管道和排出液氮阀门及管道。

加注液氮阀门及管道，包括控制阀门和液氮加注管道，共同用于控制所述杜瓦本体中液氮的加注。

排出液氮阀门及管道，包括控制阀门和液氮排出管道，共同用于控制所述杜瓦本体中液氮的排出。

(9)压力计

压力计位于所述加注液氮阀门及管道的对侧，用于监测所述杜瓦本体的内部压力。

(10)透明窗口

透明窗口，用于观察试验过程中所述杜瓦本体的内部出现的物理现象，所述透明窗口采用的透明玻璃为蓝宝石材料，并利用环氧胶将所述杜瓦本体与透明玻璃进行粘合。

(11)高电压引线

高电压引线，采用高压绝缘套管进行引出，高压绝缘套管与所述杜瓦盖上设置的预留螺纹孔相对应并焊接固定，高压绝缘套管为两根，根据试验电压的等级，对高压绝缘套管之间的距离以及高压绝缘套管与杜瓦本体的内壁之间的距离进行设定。

(12)电流引线

电流引线，从所述杜瓦盖上的电流引线预留孔中引出。

电流引线与所述杜瓦盖的连接处设置绝缘隔离装置，所述绝缘隔离装置包括：电流引线接头、上环氧圆环和下环氧圆环，所述电流引线接头贯穿所述杜瓦盖，所述上环氧圆环和下环氧圆环分别置于所述杜瓦盖的外侧和内侧。

电流引线接头，包括：凸出棱台和螺纹，所述凸出棱台为所述电流引线保留在所述杜瓦盖外侧的部分，用于与所述上环氧圆环配合，所述螺纹位于所述电流引线接头的下侧，用于与螺母配合将所述电流引线接头固定在所述杜瓦盖上。

上环氧圆环，用于与所述电流引线接头的凸出棱台进行配合。

下环氧圆环，用于对所述电流引线和所述杜瓦盖进行绝缘隔离。

实施例二

该实施例提供了一种超导试样的低温高电压试验平台装置，结合附图对本发明作进一步的详细描述如下：

本发明实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置的整体外观等轴视图如图1所示，本发明实施例的杜瓦本体1、杜瓦盖2与可移动式支撑底座3均采用不锈钢材料制造。杜瓦本体1的中下部具有一个透明窗口4，该窗口采用蓝宝石玻璃。蓝宝石玻璃与杜瓦本体用环氧胶粘合。在杜瓦盖上有带绝缘套管的高电压引线5、电流引线6、航空插座7及吊装用的耳环11。杜瓦本体1的中上部安装有监测杜瓦本体的内部压力的压力计8和控制加注液氮的阀门及管道9。杜瓦本体1的底部安装有可控制排出液氮的阀门及管道10。可移动式支撑底座上装有四个万向轮12。

本发明实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置的杜瓦本体等轴视图及内外层的等轴视图如图2所示，图2(a)为杜瓦本体的等轴视图，图2(b)为杜瓦外层的等轴视图，图2(c)为杜瓦内层的等轴视图。预留窗口21处安装蓝宝石玻璃。杜瓦内层的上部边沿22与杜瓦外层的外直径相同，装配完成后焊接密封。孔23为安装用于加注液氮的阀门及管道的预留孔，孔24为安装压力计的预留孔，孔25为安装用于排除液氮的阀门及管道的预留孔，管道及压力计均通过焊接固定。预留窗口21的四周留有一圈较外表面稍低的平面26，用于透明玻璃的安装。杜瓦外层的外表面底部有一圈凸出的环形棱台27，用于与可移动式支撑底座连接。

本发明实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置的杜瓦盖正视图和等轴视图如图3所示，图3(a)为杜瓦盖的上表面，图3(b)为杜瓦盖的下表面。孔31为安装高电压绝缘套管的预留孔及固定绝缘套管的预留螺纹孔，孔32为安装电流引线的预留孔，孔33为安装航空插座的预留孔，孔34为安装吊装耳环的预留孔。杜瓦盖的下表面上有三个呈等边三角形排列的凸出的孔35和在中心位置处凸出的孔36，用来固定安装试样支撑平台，主要承力结构为横穿孔36的孔37，孔37用来安装固定试样支撑平台的不锈钢圆轴。杜瓦盖下表面靠外凸出的一圈棱台38的外径稍小于杜瓦内层的内径，用于杜瓦盖与杜瓦的更好配合。

本发明实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置的杜瓦盖与试样支撑平台的正视图如图4所示，其中，圆环41为环氧材质，用于将电流引线与杜瓦盖隔开，起到绝缘作用；该图为试样支撑平台的正视图。

本发明实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置的电流引线及环氧圆环示意图如图5所示，5(a)为环氧圆环与电流引线接头的配合示意图，5(b)为电流引线接头图，5(c)为上环氧圆环示意图，5(d)为下环氧圆环示意图。电流引线接头51的上侧的凸出棱台54与上环氧圆环52中的凹进去的部分55刚好匹配。下环氧圆环53的内径比上环氧圆环52的下侧的外径稍大，相当于绝缘垫片。图中电流引线接头51棱台54的下侧有螺纹，用于将电流引线接头固定在杜瓦盖上，此处未显示螺纹和螺母。

本发明实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置的试样支撑平台及装配示意图如图6所示，6(a)为支撑平台与环氧原板装配图，6(b)为支撑平台结构图。试样的支撑平台采用的材料为环氧树脂，上环氧圆板61和下环氧圆板63的最大直径稍小于杜瓦本体的内径，用来防止试样支撑平台左右晃动，下环氧圆板63同时用来放置试验试样。支架62用来承载上环氧圆板61、下环氧圆板63以及加热丝放置平台64。支架52中上部的圆柱65与图3(b)中的孔66配合，防止试样支撑平台旋转。圆柱66及其上的孔67与图3(b)中孔36及其上的孔37配合，通过穿过孔67及图3(b)中的孔37的轴来承载整个试样支撑平台。上、下环氧圆板61、63和加热丝放置平台64上的许多孔，是为了减轻重量，同时可以缩短冷却时间。

本发明实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置的控制排出液氮的阀门及管道示意图如图7所示，在管道上设置阀门控制液氮的进出。

本发明实施例提供的一种超导试样的低温高电压试验平台装置的可移动式支撑底座示意图如图8所示，圆形槽81的直径与图2(b)中的环形棱台27的直径相同，用于安装固定杜瓦本体。

用本发明实施例的装置进行超导试样的低温高电压试验的具体过程与前述方法实施例类似，此处不再赘述。

综上所述，本发明实施例通过采用杜瓦本体、杜瓦盖和支撑底座相互绝缘密封焊接的结构，为超导试样提供多种试验条件。本发明将超导试样置于杜瓦本体内的支撑平台上，利用杜瓦盖上的高电压引线和电流引线，为超导试样提供不同气压、电压、电流等级的试验条件；并在杜瓦本体上安装阀门及管道控制液氮的进出、加热液氮产生气泡，为超导试样提供液氮气泡影响因素的试验条件；设置透明窗口，便于研究人员对超导试样的试验过程进行安全有效的观察；本装置还设置了可移动的支撑底座，便于对装置进行安装和运输。本发明能够测试超导试样在多种影响因素同时作用下的变化规律，真实反映超导材料、超导装置或部件在外部条件下的综合特性，减少了超导电力装置的研发复杂性，保证了试验数据对设备研发的支撑有效性，装置整体结构简单，加工制作不复杂，易于实现。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种超导试样的低温高电压试验平台装置，其特征在于，该装置包括：杜瓦本体、杜瓦盖、支撑底座、高电压引线、电流引线、压力计、加注液氮阀门及管道、排出液氮阀门及管道、透明窗口以及支撑平台；

所述杜瓦盖置于所述杜瓦本体的顶端，所述高电压引线和电流引线位于所述杜瓦盖上，所述压力计、所述加注液氮阀门及管道位于所述杜瓦本体的中上部，所述透明窗口位于所述杜瓦本体的中下部，所述排出液氮阀门及管道位于所述杜瓦本体的底部，所述支撑底座置于所述杜瓦本体的底部，所述支撑平台置于所述杜瓦本体内并与所述杜瓦盖连接；

所述杜瓦盖、所述杜瓦本体和所述支撑底座进行封闭式连接，将超导试样置于所述支撑平台上，通过所述透明窗口观察试验过程中超导试样在所述杜瓦本体内出现的物理现象；

所述支撑平台，包括：上环氧圆板、支架、下环氧圆板、加热丝放置平台、三角形排列的圆柱、中心位置圆柱以及承力结构连接孔，所述承力结构连接孔位于所述中心位置圆柱的上部，所述上环氧圆板位于所述下环氧圆板之上，所述上环氧圆板通过所述支架与所述下环氧圆板连接，所述三角形排列的圆柱、中心位置圆柱以及承力结构连接孔将所述支撑平台与所述杜瓦盖进行连接；

所述上环氧圆板和所述下环氧圆板，共同用于防止所述支撑平台的左右晃动，所述上环氧圆板和所述下环氧圆板的外径小于所述杜瓦本体的内径；

所述下环氧圆板，还用于放置超导试样；

所述支架，用于承载所述上环氧圆板、所述下环氧圆板以及所述加热丝放置平台，所述支架为双层结构；

所述上环氧圆板位于所述支架上层，通过所述三角形排列的圆柱、中心位置圆柱与所述支架连接，所述下环氧圆板位于所述支架的上层与下层之间并与所述支架连接；

所述加热丝放置平台，连接于所述支架下方，用于放置使液氮产生气泡的加热丝；

所述三角形排列的圆柱，用于防止所述支撑平台的旋转，所述三角形排列的圆柱与所述杜瓦盖上的三角形排列的凸出连接孔连接；

所述中心位置圆柱和承力结构连接孔，用于与所述杜瓦盖上的中心位置凸出连接孔和承力结构横穿连接孔配合，通过穿过所述承力结构连接孔及所述承力结构横穿连接孔的圆轴来承载整个所述支撑平台；

所述上环氧圆板、所述下环氧圆板以及所述加热丝放置平台上设置多个孔，用于减轻整个支撑平台的重量以及缩短试验的冷却时间。

2.根据权利要求1所述的超导试样的低温高电压试验平台装置，其特征在于，所述装置，还包括：航空插座、吊装耳环和万向轮，所述航空插座位于所述杜瓦盖上，所述吊装耳环为四个并以四边形排列于所述杜瓦盖上，所述万向轮与所述支撑底座连接；

所述航空插座，用于在测量超导试样时，连接并引出各类测试引线；

所述吊装耳环，用于将装置整体进行吊装操作，或将所述杜瓦盖与所述杜瓦本体连接或脱离；

所述万向轮，用于将本装置进行多方向的移动，所述万向轮为多个并均匀排列在所述支撑底座上。

3.根据权利要求1或2所述的超导试样的低温高电压试验平台装置，其特征在于，所述杜瓦本体为本装置的主体部分，其整体为一圆筒形的结构，所述杜瓦本体包括：杜瓦外层以及杜瓦内层，所述杜瓦内层的上部边沿外径与所述杜瓦外层的上部边沿外径相同，在装置装配完成后，所述杜瓦内层的上部边沿和所述杜瓦外层的上部边沿焊接密封；

所述杜瓦本体的中上部设置安装所述加注液氮阀门及管道和所述压力计的预留孔，且这两个预留孔处于正对位置，所述杜瓦本体的底部设置安装所述排出液氮阀门及管道的预留孔，各管道和所述压力计分别与预留孔一一对应并焊接固定；

所述杜瓦本体的中下部设置一个预留窗口，所述预留窗口的四周留有一圈较外表面稍低的平面，用于安装透明玻璃；

所述杜瓦本体的底部设置环形连接棱台，所述环形连接棱台，用于连接所述杜瓦本体和所述支撑底座。

4.根据权利要求3所述的超导试样的低温高电压试验平台装置，其特征在于，所述加注液氮阀门及管道，包括控制阀门和液氮加注管道，共同用于控制所述杜瓦本体中液氮的加注；

所述压力计位于所述加注液氮阀门及管道的对侧，用于监测所述杜瓦本体的内部压力；

所述排出液氮阀门及管道，包括控制阀门和液氮排出管道，共同用于控制所述杜瓦本体中液氮的排出；

所述透明窗口，用于观察试验过程中所述杜瓦本体的内部出现的物理现象，所述透明窗口采用的透明玻璃为蓝宝石材料，并利用环氧胶将所述杜瓦本体与透明玻璃进行粘合。

5.根据权利要求4所述的超导试样的低温高电压试验平台装置，其特征在于，所述杜瓦盖，包括：上表面和下表面，贯穿上表面与下表面设置：绝缘套管预留螺纹孔、电流引线预留孔、航空插座预留孔、吊装耳环预留孔，在下表面单独设置：三角形排列的凸出连接孔、中心位置凸出连接孔和承力结构横穿连接孔，所述杜瓦盖的外边沿为一圈环形凸出棱台；

所述绝缘套管预留螺纹孔，用于安装高电压绝缘套管以及固定绝缘套管；

所述电流引线预留孔，用于安装电流引线；

所述航空插座预留孔，用于安装航空插座；

所述吊装耳环预留孔，用于安装吊装耳环；

所述三角形排列的凸出连接孔，呈三角形均匀排列于所述杜瓦盖的下表面，用于连接所述支撑平台的所述三角形排列的圆柱；

所述中心位置凸出连接孔，置于所述杜瓦盖下表面的中心位置，用于连接所述支撑平台的中心位置圆柱；

所述承力结构横穿连接孔，横穿所述中心位置凸出连接孔，用于安装圆轴连接所述支撑平台的承力结构连接孔；

所述环形凸出棱台，用于将所述杜瓦盖与所述杜瓦本体进行配合，所述环形凸出棱台的外径小于所述杜瓦本体上边沿的内径。

6.根据权利要求5所述的超导试样的低温高电压试验平台装置，其特征在于，所述高电压引线，采用高压绝缘套管进行引出，高压绝缘套管与所述杜瓦盖上设置的预留螺纹孔相对应并焊接固定，高压绝缘套管为两根，根据试验电压的等级，对高压绝缘套管之间的距离以及高压绝缘套管与杜瓦本体的内壁之间的距离进行设定；

所述电流引线，从所述杜瓦盖上的电流引线预留孔中引出。

7.根据权利要求6所述的超导试样的低温高电压试验平台装置，其特征在于，所述电流引线与所述杜瓦盖的连接处设置绝缘隔离装置，所述绝缘隔离装置包括：电流引线接头、上环氧圆环和下环氧圆环，所述电流引线接头贯穿所述杜瓦盖，所述上环氧圆环和下环氧圆环分别置于所述杜瓦盖的外侧和内侧；

所述电流引线接头，包括：凸出棱台和螺纹，所述凸出棱台为所述电流引线保留在所述杜瓦盖外侧的部分，用于与所述上环氧圆环配合，所述螺纹位于所述电流引线接头的下侧，用于与螺母配合将所述电流引线接头固定在所述杜瓦盖上；

所述上环氧圆环，用于与所述电流引线接头的凸出棱台进行配合；

所述下环氧圆环，用于对所述电流引线和所述杜瓦盖进行绝缘隔离。

8.根据权利要求7所述的超导试样的低温高电压试验平台装置，其特征在于，所述支撑底座，包括：内环、外环和支架，支架将内环和外环固定连接；

所述内环为一个环形槽，环形槽的直径与所述杜瓦本体底部的环形连接棱台的直径相同，所述环形连接棱台与所述环形槽配合，用于将所述杜瓦本体安装固定在所述支撑底座上；

所述外环为一个环形架，用于固定连接所述万向轮。

9.根据权利要求8所述的超导试样的低温高电压试验平台装置，其特征在于，所述支撑平台，采用环氧树脂材料；

所述杜瓦本体、所述杜瓦盖与所述支撑底座，均采用不锈钢材料。