CN113156250B - 一种考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统及其工作方法，基座固定在密封罐体内，下摩擦电极板安装在基座上部，上摩擦电极板设置于下摩擦电极板的上方，应力加载装置与密封罐体相连并设有压力传感器，应力加载装置与上摩擦电极板之间通过滚动副接触；上摩擦电极板与摩擦加载装置相连，摩擦加载装置上设有力学传感器；加热装置的加热部设置于密封罐体内；下摩擦电极板和上摩擦电极板均与电流加载装置连接；密封罐体上设有气体进出口，下摩擦电极板上表面设有用于对触指进行限位的限位结构。本发明能够用于研究多因素耦合作用下触指的损伤机理，对于优化触指材料与结构提供数据支撑。

Description

一种考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统及其 工作方法

技术领域

本发明属于电气工程领域，具体应用在超/特高压交、直流输电设备载流连接结构电接触损伤机理的研究，涉及一种考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统及其工作方法，可以对触指类电接触结构在特种气氛下开展损伤模拟与分析。

背景技术

电接触是指导体相互接触，可以使电流流通的状态。电接触是所有电子、电器、电力设备中不可或缺的重要组成部分。触指类载流连接结构电接触损伤是导致电力设备电连接结构过热失效，并引起故障的重要原因之一。由于在运行中长期承载着高电压、大电流和大机械载荷，工程中对其电、热、力性能要求苛刻。在以往的电连接故障案例中，解体后均发现触指类结构发生磨损，部分设备内部SF₆气体过热分解，并与触指类结构相互作用发生腐蚀现象，此外，电接触损伤过程中产生的金属碎屑极易引发放电故障。研究表明，触指损伤的原因主要包括以下几个方面：(1)电网调峰、昼夜温差导致电力设备热胀冷缩、振动，载流导杆往复滑动，使电连接处发生机械磨损或者微动磨损，加剧接触电阻的升高；(2)电力系统输送容量增大且长时间运行，使得触指发生局部过热，SF₆等气氛在高温下分解并腐蚀触指及导杆，导致接触处接触电阻升高，进一步加剧发热及腐蚀反应；(3)安装操作不当等人为因素使得载流导杆发生倾斜或受力不均，导致触指法向压力变化，接触电阻分布不均，在长期运行中出现局部过热等一系列问题。

现有的触指试验系统可以对一定条件下接触损伤区域的微观形貌进行分析，大多研究温度、湿度、粗糙度等单一变量对接触模型的影响，试验模型结构简单，并非针对工程中应用的实际触指结构，并且无法定量确定电压电流波形、幅值、频率等电气因素，应力大小、摩擦频率等机械因素，温度、湿度、气氛等环境因素三者耦合对触指类结构接触性能的影响，因此有必要设计一套能够考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统及其工作方法，本发明的触指损伤模拟分析试验系统能够用于研究多因素耦合作用下触指的损伤机理，对于优化触指材料与结构提供数据支撑。

本发明采用的技术方案如下：

一种考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统，包括摩擦加载装置、应力加载装置、加热装置、电流加载装置、密封罐体、用于检测密封罐体内环境因素的环境因素检测单元、以及设置于密封罐体内的基座、下摩擦电极板和上摩擦电极板，基座固定在密封罐体内，下摩擦电极板安装在基座上部，上摩擦电极板设置于下摩擦电极板的上方，应力加载装置与密封罐体相连，应力加载装置能够为上摩擦电极板向下施加力，应力加载装置上设有用于测量该力的压力传感器，应力加载装置与上摩擦电极板之间通过滚动副接触；上摩擦电极板与摩擦加载装置相连，摩擦加载装置能够驱动上摩擦电极板水平移动，摩擦加载装置上设有用于测量上摩擦电极板在水平方向所受拉力以及压力的力学传感器；加热装置的加热部设置于密封罐体内；下摩擦电极板和上摩擦电极板均与电流加载装置连接；密封罐体上设有气体进出口，下摩擦电极板上表面设有用于对触指进行限位的限位结构。

优选的，摩擦加载装置包括步进电机、滑台、导杆和连接杆，导杆贯穿密封罐体并与密封罐体之间经轴密封连接，导杆位于密封罐体内的一端通过力学传感器连接，导杆位于密封罐体外的一端通过所述连接杆与滑台连接，滑台与所述步进电机连接，滑台能够将所述步进电机的旋转运动转化为沿滑台轴向的运动，导杆的轴线与滑台的轴线平行。

优选的，应力加载装置包括气缸、上支撑杆和下支撑杆，气缸设置于密封罐体外部，上支撑杆贯穿密封罐体并与密封罐体之间经轴密封连接，上支撑杆的上端与气缸的输出轴连接，上支撑杆的下端设置所述滚动副，压力传感器设置于上支撑杆和/或滚动副上；下支撑杆的上端与基座连接。

优选的，所述滚动副包括轴承和轴承安装座，轴承安装座的上端与上支撑杆连接，轴承安装座与上支撑杆之间设有绝缘体并通过绝缘体绝缘，轴承安装于轴承安装座的下端，轴承用于与上摩擦电极板接触，轴承的滚动方向与上摩擦电极板的移动方向相同。

优选的，下支撑杆采用丝杠，丝杠的螺杆贯穿密封罐体，丝杠的螺母与密封罐体之间密封，丝杠的螺母与螺杆之间密封，螺杆的下端连接有步进电机，该步进电机设置于密封罐体外部。

优选的，加热装置的加热部采用带有负反馈模块的加热棒，加热棒设置于基座内。

优选的，电流加载装置包括电源和水冷式铜电极，电源与水冷式铜电极连接，水冷式铜电极贯穿密封罐体，水冷式铜电极与密封罐体之间绝缘密封连接；水冷式铜电极包括第一水冷式铜电极和第二水冷式铜电极，第一水冷式铜电极和第二水冷式铜电极分别与下摩擦电极板和上摩擦电极板通过软铜线连接。

优选的，环境因素检测单元包含热电偶、气压表、数显复合式真空计、露点仪、流量显示仪和气体组分检测仪；密封罐体的气体进出口处设有控制气氛注入的质量流量控制器，流量显示仪与质量流量控制器连接；气体组分检测仪上连接有采样单元，采样单元与密封罐体连接；露点仪设置于密封罐体内；热电偶包括第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶以及第四热电偶，第一热电偶设置于密封罐体内用于测量密封罐体内环境温度，第二热电偶设置于上摩擦电极板处，第三热电偶设置于下摩擦电极板处，第四热电偶能够设置在被测的触指上；密封罐体内部设有接线端子，第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶以及第四热电偶均与接线端子连接。

优选的，密封罐体的材质采用不锈钢，密封罐体上设有单开不锈钢门，密封罐体和单开不锈钢门上均设有观察窗。

本发明如上所述的一种考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统的工作方法，包括如下过程：

将触指安装于下摩擦电极板；

加热装置进行工作，使触指达到预设的温度；

通过密封罐体上设置的气体进出口向密封罐体内通入气体，环境因素检测单元检测密封罐体内的环境因素；

应力加载装置下压上摩擦电极板，使上摩擦电极板对触指施加正压力，压力传感器测量所述正压力；

摩擦加载装置驱动上摩擦电极板做水平往复移动，力学传感器测量导杆作施加于上摩擦电极板上的拉力和压力。

本发明具有如下有益效果：

本发明考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统通过应力加载装置下压上摩擦电极板，能够使上摩擦电极板对触指施加正压力，压力传感器能够测量所述正压力；通过摩擦加载装置能够驱动上摩擦电极板做水平往复移动，能够通过力学传感器测量导杆作施加于上摩擦电极板上的拉力和压力，该力为触指所受的摩擦力，利用上述正压力和摩擦力即可计算得到摩擦系数；此外通过摩擦加载装置和应力加载装置能够模拟不同频率、不同压力这些机械因素对触指损伤的影响；利用电流加载装置能够为触指施加与实际运行工况中相同的电压电流的波形、幅值、频率这些电气因素，利用密封罐体上的气体进出口向密封罐体内注入与触指实际工况相同的气氛，利用加热装置能够模拟触指实际工况下的温度，利用环境因素检测单元能够检测密封罐体内环境因素，以确保本发明能够准确模拟触指的实际工况。综上，本发明的考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统能够用于研究多因素(即电压电流的波形、幅值、频率这些电气因素，应力大小、摩擦频率这些机械因素以及温度、湿度、气氛这些环境因素)耦合作用下触指的损伤机理，对于优化触指材料与结构提供数据支撑。

附图说明

图1是本发明考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统的纵剖图的正视图。

图2是本发明考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统的纵剖图的左视图。

图3是本发明考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统的俯视图。

图4是本发明考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统中的应力、加热及微动磨损的结构示意图。

图5为本发明实施例的系统结构框图。

图中，1-1水冷电极，1-2软铜线，1-3上密封板，2-1步进电机，2-2滑台，2-3导杆，2-4工字钢，2-5轴密封，2-6力学传感器，2-7上摩擦电极板，2-8下摩擦电极板，3-1气缸，3-2上支撑杆，3-3绝缘胶木，3-4压力传感器，3-5轴承，3-6基座，3-7下支撑杆，4-1加热棒，5-1密封罐体，5-2单开不锈钢门，5-3观测窗，5-4流量显示仪，5-5数显复合式真空气压表。

具体实施方式

下面结合实施例来对本发明做进一步的说明。

参照图1-图4，本发明考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统，包括摩擦加载装置、应力加载装置、加热装置、电流加载装置、密封罐体5-1、用于检测密封罐体5-1内环境因素的环境因素检测单元、以及设置于密封罐体5-1内的基座3-6、下摩擦电极板2-8和上摩擦电极板2-7，基座3-6固定在密封罐体5-1内，下摩擦电极板2-8安装在基座3-6上部，上摩擦电极板2-7设置于下摩擦电极板2-8的上方，应力加载装置与密封罐体5-1相连，应力加载装置能够为上摩擦电极板2-7向下施加力，应力加载装置上设有用于测量该力的压力传感器3-4，应力加载装置与上摩擦电极板2-7之间通过滚动副接触；上摩擦电极板2-7与摩擦加载装置相连，摩擦加载装置能够驱动上摩擦电极板2-7水平移动，摩擦加载装置上设有用于测量上摩擦电极板2-7在水平方向所受拉力以及压力的力学传感器2-6；加热装置的加热部设置于密封罐体5-1内；下摩擦电极板2-8和上摩擦电极板2-7均与电流加载装置连接；密封罐体5-1上设有气体进出口，下摩擦电极板2-8上表面设有用于对触指进行限位的限位结构。

作为本发明优选的实施方案，参照图1和图4，摩擦加载装置包括步进电机、滑台2-2、导杆2-3和连接杆，导杆2-3贯穿密封罐体5-1并与密封罐体5-1之间经轴密封2-5连接，导杆2-3位于密封罐体5-1内的一端通过力学传感器2-6连接，导杆2-3位于密封罐体5-1外的一端通过所述连接杆与滑台2-2连接，滑台2-2与所述步进电机连接，滑台2-2能够将所述步进电机的旋转运动转化为沿滑台2-2轴向的运动，导杆2-3的轴线与滑台2-2的轴线平行。

作为本发明优选的实施方案，参照图1、图2和图4，应力加载装置包括气缸3-1、上支撑杆3-2和下支撑杆3-7，气缸3-1设置于密封罐体5-1外部，上支撑杆3-2贯穿密封罐体5-1并与密封罐体5-1之间经轴密封连接，上支撑杆3-2的上端与气缸3-1的输出轴连接，上支撑杆3-2的下端设置所述滚动副，压力传感器3-4设置于上支撑杆3-2和/或滚动副上；下支撑杆3-7的上端与基座3-6连接。

作为本发明优选的实施方案，参照图1和图4，滚动副包括轴承3-5和轴承安装座，轴承安装座的上端与上支撑杆3-2连接，轴承安装座与上支撑杆3-2之间设有绝缘体并通过绝缘体绝缘，轴承3-5安装于轴承安装座的下端，轴承3-5用于与上摩擦电极板2-7接触，轴承3-5的滚动方向与上摩擦电极板2-7的移动方向相同。

作为本发明优选的实施方案，参照图1和图2，下支撑杆3-7采用丝杠，丝杠的螺杆贯穿密封罐体5-1，丝杠的螺母与密封罐体5-1之间密封，丝杠的螺母与螺杆之间密封，螺杆的下端连接有步进电机，该步进电机设置于密封罐体5-1外部。

作为本发明优选的实施方案，参照图1和图4，加热装置的加热部采用带有负反馈模块的加热棒4-1，加热棒4-1设置于基座3-6内。

作为本发明优选的实施方案，参照图1-图3，电流加载装置包括电源和水冷式铜电极，电源与水冷式铜电极连接，水冷式铜电极贯穿密封罐体5-1，水冷式铜电极与密封罐体5-1之间绝缘密封连接；水冷式铜电极包括第一水冷式铜电极和第二水冷式铜电极，第一水冷式铜电极和第二水冷式铜电极分别与下摩擦电极板2-8和上摩擦电极板2-7通过软铜线连接。

作为本发明优选的实施方案，参照图1-图3，环境因素检测单元包含热电偶、气压表、数显复合式真空计、露点仪、流量显示仪和气体组分检测仪；密封罐体5-1的气体进出口处设有控制气氛注入的质量流量控制器，流量显示仪与质量流量控制器连接；气体组分检测仪上连接有采样单元，采样单元与密封罐体5-1连接；露点仪设置于密封罐体5-1内；热电偶包括第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶以及第四热电偶，第一热电偶设置于密封罐体5-1内用于测量密封罐体5-1内环境温度，第二热电偶设置于上摩擦电极板2-7处，用于测量上摩擦电极板2-7的温度；第三热电偶设置于下摩擦电极板2-8处，用于测量下摩擦电极板2-8的温度；第四热电偶能够设置在被测的触指上，并且可以设置多个，在使用时可贴在触指的不同部位；密封罐体5-1内部设有接线端子，第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶以及第四热电偶均与接线端子连接。

作为本发明优选的实施方案，参照图2-图3，密封罐体5-1的材质采用不锈钢，密封罐体5-1上设有单开不锈钢门5-2，密封罐体5-1和单开不锈钢门5-2上均设有观察窗5-3。

本发明如上所述的一种考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统的工作方法，包括如下过程：将触指安装于下摩擦电极板2-8；加热装置进行工作，使触指达到预设的温度；通过密封罐体5-1上设置的气体进出口向密封罐体5-1内通入气体，环境因素检测单元检测密封罐体5-1内的环境因素；应力加载装置下压上摩擦电极板2-7，使上摩擦电极板2-7对触指施加正压力，压力传感器3-4测量所述正压力；摩擦加载装置驱动上摩擦电极板2-7做水平往复移动，力学传感器2-6测量导杆2-3作施加于上摩擦电极板2-7上的拉力和压力。

实施例

本实施例考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统包含电流加载模块、摩擦作动模块、应力加载模块、辅助加热模块和密封观测模块，具体的：

密封观测模块包括一个不锈钢的U形柱式的密封罐体5-1和单开不锈钢门5-2，单开不锈钢门5-2上有一扇观察窗5-3，密封罐体5-1和单开不锈钢门5-2之间能够密封连接，密封罐体5-1的顶部为上盖板1-3，上盖板1-3与密封罐体5-1的侧壁部分之间密封连接，密封罐体5-1侧壁上设置有三扇观察窗5-3、数显复合式真空气压表5-4，可用于参数调整、实时测量和观察记录。

电流加载模块1包括直流电源、水冷式铜电极1-1和软铜线1-2，水冷式铜电极1-1穿过上盖板1-3，将电流从电源引入到密封罐体内部，水冷式铜电极1-1与不锈钢的上盖板1-3之间采用聚四氟乙烯垫圈进行绝缘。四支水冷式铜电极两进两出，上摩擦电极板2-7和下摩擦电极板2-8上均连接两根水冷式铜电极，电流经水冷式铜电极进入罐体内部后，采用软铜线1-2与摩擦电极相连。

摩擦作动模块中的作动器采用步进电机2-1，步进电机2-1通过滑台2-2将旋转运动转换为沿滑台2-2轴向移动的运动，滑台2-2上设有丝杠，步进电机2-1与丝杠螺杆的一端采用履带连接，通过丝杠转动将步进电机2-1的旋转运动转换为螺母沿螺杆轴向移动的运动。丝杠的螺母与导杆2-3之间采用一个梯形的工字钢2-4连接，导杆2-3经轴密封2-5穿过密封罐体5-1的侧壁，导杆2-3经力学传感器2-6与上摩擦电极2-7进行螺纹连接并固定，力学传感器2-6为一种拉-压力传感器，拉-压力传感器能够精确测量作动杆与铜电极之间的拉力和压力。摩擦电极可制作为不同材料，电极设计为可拆卸，可更换或替换为其他形状的电极。

应力加载模块3包括用来加载力的气缸3-1，气缸3-1的输出轴与上支撑杆3-2连接，上支撑杆3-2串联了绝缘胶木3-3、压力传感器3-4和轴承安装座，压力传感器3-4用于测法向压力大小，轴承安装座的下端安装了轴承3-5，轴承3-5与上摩擦电极2-7相抵，在上摩擦电极2-7水平往复运动时，轴承3-5既保证了上摩擦电极2-7收到正压力，由于轴承的摩擦力较小，可以忽略不计，因此使得上摩擦电极2-7水平运动时不受影响，保证了上摩擦电极2-7在往复运动的过程中受到均匀向下的正压力；下摩擦电极2-8安装在不锈钢制的基座3-6中，基座3-6与下支撑杆3-7刚性连接，下支撑杆3-7能够带动下摩擦电极2-8上下移动，下支撑杆3-7与密封罐体5-1之间的密封用轴封，并且承受上方施加的力。下支撑杆3-7与另外一台步进电机相连。下支撑杆与基座的刚性连接误差小于下支撑杆丝杠的单个螺距。

辅助加热模块包括加热棒4-1，加热棒4-1布置在基座内，用来对下摩擦电极2-8进行加热，下摩擦电极2-8对触指进行传热，所述加热棒带有负反馈模块，能够保证试验时环境温度相对恒定。

上、下支撑杆以及导杆与罐体的密封方式均为轴封，上、下支撑杆与电极的绝缘方式均用胶木绝缘。

本实施例中，摩擦作动模块是指在触指结构和电极之间施加摩擦载荷的模块，可以让上电极产生往复运动。驱动作动模块的步进电机采用可编程集成式步进伺服电机，滑台由丝杠和导轨组成，配合步进电机可实现位移精度控制。导轨与作动杆之间采用一个梯形的工字钢连接。作动杆经轴密封穿过罐体外壁，经力学传感器与铜电极(上摩擦电极)进行螺纹连接，便于上电极进行更换。力学传感器能够精确测量作动杆与上电极之间的拉力和压力，与正压力相比后可以获得表带触指与上电极的摩擦系数。

应力加载模块是指在触指结构和电极之间施加正压力的模块。应力加载模块的加载器采用气缸结构，可通过上支撑杆对上电极施加正压力。上支撑杆与上电极采用轴承进行活动连接，可以保证上电极在往复运动的过程中受到均匀向下的正压力。下电极表面设置有卡槽，可安装触指结构，整个下电极安装在不锈钢基座中，便于更换。不锈钢基座通过下支撑杆与罐体下方的步进电机模块相连。步进电机与丝杠采用履带连接，通过丝杠转动将旋转位移转换为轴向位移，进而控制不锈钢基座和下电极的高度。圆柱形压力传感器串联在上支撑杆和上电极之间，可对正压力的变化进行实时测量。在上、下支撑杆中采用胶木对摩擦电极与罐体进行绝缘。

电流加载模块主要包括直流电源、水冷式铜电极、铜编织带和上、下(摩擦)电极。直流电源采用可编程直流电源，四支水冷式铜电极两进两出，穿过罐体上盖板，将电流从电源引入到罐体内部，水冷式铜电极与不锈钢罐体之间采用垫圈进行绝缘。电流经水冷式铜电极进入罐体内部后，采用铜编织带与上、下电极板相连。为节约能耗，在不锈钢基座内布置了加热棒进行辅助加热，加热棒带有负反馈模块，能够保证试验时环境温度相对恒定。

密封观测模块包括一个不锈钢的U形柱式密封罐体和单开不锈钢门。单开门和罐体四周共设置有四扇观察窗，用于红外温度测量和多普勒测振等光路测量方式以及观察记录。罐体下方配置有机械泵，罐体上端盖安装有数显复合式真空气压表，通过罐体翼侧配置的抽气阀可在罐体内实现真空。罐体翼侧还配置有两个截止阀，能够同时注入不同比例的气体进行试验。

本实施例还包含气压表、数显复合式真空计、控制特殊气氛注入的质量流量控制器与流量显示仪，进行真实磨损位移行程的测量，对试样接触电阻的测量，对试样所受法向压力的测量，对反应后气体组分的检测，以及对反应后试样的元素分析。上方螺旋杆串联压力传感器，用于测量触指所受法向压力的大小；气体组分检测采用专用氦离子化气相色谱仪，气样的采集装置包括三通阀、采样袋和真空泵。

参照图5，本实施例本实施例还可采用计算机和控制器对试验模块的作动加载、应力加载和辅助加热等模块进行反馈控制，并实时记录应力、温度和电压等数值。罐体周围安装出线端子板，用于加热组件的功率输入、温度传感器、圆柱形压力传感器、力学传感器的信号测量。作动模块的步进电机由PC进行控制。加热模块采用自整定型温度控制器，能够在升温过程中基于智能条件算法进行自整定，避免出现超调现象。上电极的正压力通过气缸自带的精密调压阀进行控制。测量模块通过一台多通道数据采集模块与热电偶、应力传感器和电压表连接，能够将测量信号实时传输并记录。

本发明可针对实际运行工况下载流连接触指结构进行模拟试验。实际工程应用的载流连接触指结构具有复杂、安装工艺要求苛刻，安装尺寸误差较小等特点，研究此类触指结构的过热、磨损、腐蚀、劣化情况对解决实际工程问题具有重大意义。

本发明可针对实际运行工况下的电气、机械、温度等多因素进行耦合分析。目前，对触指结构的劣化机理研究均聚焦于大气腐蚀或腐蚀溶液环境下，SF₆气体环境下超/特高压载流连接结构中大量使用的触指结构的腐蚀疲劳机理仍未涉及。本发明可研究触指结构在可调整因素，如实际运行工况中电压电流的波形、幅值、频率等电气因素，应力大小、摩擦频率等机械因素，温度、湿度、气氛等环境因素耦合作用下的失效机理。

本发明可针对上述可调整因素进行实时的测量。本发明可针对试验过程中电压电流的波形、幅值、频率，触指结构中接触电阻的实时变化，应力、摩擦频率、温度、湿度、气氛等因素进行实时测量，并对分解后与试样反应的尾气进行成分分析与可靠处理。

本发明还可以推广应用在新型气体替代传统绝缘气体的分析上，电极设计为可拆卸型，可以将平板电极更换为曲率半径与套管导体一致的扇形电极板，模拟触指实际运行工况进行实验。另外，还可以用于探索不同触指结构，不同触指表面镀层情况下、不同布置方式的工作情况，进而探索更优化的触指材料与结构。

Claims (6)

1.一种考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统，其特征在于，包括摩擦加载装置、应力加载装置、加热装置、电流加载装置、密封罐体（5-1）、用于检测密封罐体（5-1）内环境因素的环境因素检测单元、以及设置于密封罐体（5-1）内的基座（3-6）、下摩擦电极板（2-8）和上摩擦电极板（2-7），基座（3-6）固定在密封罐体（5-1）内，下摩擦电极板（2-8）安装在基座（3-6）上部，上摩擦电极板（2-7）设置于下摩擦电极板（2-8）的上方，应力加载装置与密封罐体（5-1）相连，应力加载装置能够为上摩擦电极板（2-7）向下施加力，应力加载装置上设有用于测量该力的压力传感器（3-4），应力加载装置与上摩擦电极板（2-7）之间通过滚动副接触；上摩擦电极板（2-7）与摩擦加载装置相连，摩擦加载装置能够驱动上摩擦电极板（2-7）水平移动，摩擦加载装置上设有用于测量上摩擦电极板（2-7）在水平方向所受拉力以及压力的力学传感器（2-6）；加热装置的加热部设置于密封罐体（5-1）内；下摩擦电极板（2-8）和上摩擦电极板（2-7）均与电流加载装置连接；密封罐体（5-1）上设有气体进出口，下摩擦电极板（2-8）上表面设有用于对触指进行限位的限位结构；

摩擦加载装置包括步进电机、滑台（2-2）、导杆（2-3）和连接杆，导杆（2-3）贯穿密封罐体（5-1）并与密封罐体（5-1）之间经轴密封（2-5）连接，导杆（2-3）位于密封罐体（5-1）内的一端通过力学传感器（2-6）连接，导杆（2-3）位于密封罐体（5-1）外的一端通过所述连接杆与滑台（2-2）连接，滑台（2-2）与所述步进电机连接，滑台（2-2）能够将所述步进电机的旋转运动转化为沿滑台（2-2）轴向的运动，导杆（2-3）的轴线与滑台（2-2）的轴线平行；

应力加载装置包括气缸（3-1）、上支撑杆（3-2）和下支撑杆（3-7），气缸（3-1）设置于密封罐体（5-1）外部，上支撑杆（3-2）贯穿密封罐体（5-1）并与密封罐体（5-1）之间经轴密封连接，上支撑杆（3-2）的上端与气缸（3-1）的输出轴连接，上支撑杆（3-2）的下端设置所述滚动副，压力传感器（3-4）设置于上支撑杆（3-2）和/或滚动副上；下支撑杆（3-7）的上端与基座（3-6）连接；

电流加载装置包括电源和水冷式铜电极，电源与水冷式铜电极连接，水冷式铜电极贯穿密封罐体（5-1），水冷式铜电极与密封罐体（5-1）之间绝缘密封连接；水冷式铜电极包括第一水冷式铜电极和第二水冷式铜电极，第一水冷式铜电极和第二水冷式铜电极分别与下摩擦电极板（2-8）和上摩擦电极板（2-7）通过软铜线连接；

环境因素检测单元包含热电偶、气压表、数显复合式真空计、露点仪、流量显示仪和气体组分检测仪；密封罐体（5-1）的气体进出口处设有控制气氛注入的质量流量控制器，流量显示仪与质量流量控制器连接；气体组分检测仪上连接有采样单元，采样单元与密封罐体（5-1）连接；露点仪设置于密封罐体（5-1）内；热电偶包括第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶以及第四热电偶，第一热电偶设置于密封罐体（5-1）内用于测量密封罐体（5-1）内环境温度，第二热电偶设置于上摩擦电极板（2-7）处，第三热电偶设置于下摩擦电极板（2-8）处，第四热电偶能够设置在被测的触指上；密封罐体（5-1）内部设有接线端子，第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶以及第四热电偶均与接线端子连接。

2.根据权利要求1所述的一种考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统，其特征在于，所述滚动副包括轴承（3-5）和轴承安装座，轴承安装座的上端与上支撑杆（3-2）连接，轴承安装座与上支撑杆（3-2）之间设有绝缘体并通过绝缘体绝缘，轴承（3-5）安装于轴承安装座的下端，轴承（3-5）用于与上摩擦电极板（2-7）接触，轴承（3-5）的滚动方向与上摩擦电极板（2-7）的移动方向相同。

3.根据权利要求1或2所述的一种考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统，其特征在于，下支撑杆（3-7）采用丝杠，丝杠的螺杆贯穿密封罐体（5-1），丝杠的螺母与密封罐体（5-1）之间密封，丝杠的螺母与螺杆之间密封，螺杆的下端连接有步进电机，该步进电机设置于密封罐体（5-1）外部。

4.根据权利要求1所述的一种考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统，其特征在于，加热装置的加热部采用带有负反馈模块的加热棒（4-1），加热棒（4-1）设置于基座（3-6）内。

5.根据权利要求1所述的一种考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统，其特征在于，密封罐体（5-1）的材质采用不锈钢，密封罐体（5-1）上设有单开不锈钢门（5-2），密封罐体（5-1）和单开不锈钢门（5-2）上均设有观察窗（5-3）。

6.权利要求1-5任意一项所述的一种考虑多因素耦合作用的触指损伤模拟分析试验系统的工作方法，其特征在于，包括如下过程：

将触指安装于下摩擦电极板（2-8）；

加热装置进行工作，使触指达到预设的温度；

通过密封罐体（5-1）上设置的气体进出口向密封罐体（5-1）内通入气体，环境因素检测单元检测密封罐体（5-1）内的环境因素；

应力加载装置下压上摩擦电极板（2-7），使上摩擦电极板（2-7）对触指施加正压力，压力传感器（3-4）测量所述正压力；

摩擦加载装置驱动上摩擦电极板（2-7）做水平往复移动，力学传感器（2-6）测量导杆（2-3）作施加于上摩擦电极板（2-7）上的拉力和压力。