CN204536480U - 一种热固性树脂击穿场强的测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种热固性树脂击穿场强的测量装置，该装置包括由水平方向设置的上板和下板及其两侧竖直设置的支撑杆组成的支撑架、上下电极、位于下板上的热固性树脂槽和位于上电极一端且垂直穿过上板的定距杆。该装置能有效地防止爬电，操作简单，容易实现，提高了热固型树脂试样厚度的精准度，减小了测量误差。
Description
技术领域
本实用新型涉及介电材料的击穿场强测试技术领域，具体涉及一种热固性树脂击穿场强测量装置。
背景技术
高温超导材料是低于某一温度时电阻突然降为零的材料，超导技术的快速发展，相继出现了超导变压器、超导限流器、超导电缆、超导储能装置和超导电机等超导电力设备。随着超导电力设备的电压等级的提高，低温环境下绝缘材料的电气性能日益受到人们的广泛关注。
电介质的绝缘性能关系到电力系统的可靠性及安全性。超导高压电力设备的绝缘电介质有气体、液体、固体及其复合介质，固体是最常用的绝缘电介质，与气体绝缘材料和液体绝缘材料比，因其密度高，因而介电强度也高得多，对减少绝缘厚度有重要意义。
绝缘电介质的主要性能是其介电性，因此研究电介质的电气性能、击穿机理和影响绝缘强度的其他因素，了解电介质的绝缘老化和损伤的程度，是选择和使用绝缘材料必须考虑的重要因素。
在足够强的电场作用下电介质将失去其介电性能成为导体，称为电介质击穿，令部分绝缘体变成电导体的最小电压称为绝缘体的击穿电压。均匀电场中，击穿电压与介质厚度之比称为击穿电场强度(简称击穿场强，又称介电强度)。它反映固体电介质自身的耐电强度。
热固性树脂是常用的电介质，环氧树脂俗称环氧胶或环氧树脂胶，环氧胶一般指以环氧树脂为主体所制得的胶粘剂，是一种常用的电介质，环氧胶大部分是热固型的胶，有以下主要特点：温度越高固化越快；一次混合的量越多固化越快；固化过程中有放热现象等。
环氧胶的常规试样厚度为1-2毫米，试样直径需要大于30厘米才能有效的防止爬电现象。制作厚度为1-2毫米的试样精准度很难控制，制出的试样误差很大，因此需要提供一种测量热固型树脂的击穿场强的装置，以降低测得的击穿场强的数据与真实击穿场强数据间的偏离。
实用新型内容
为了克服现有技术的上述缺陷，针对热固型树脂的击穿电压测量结果存在很大偏差的问题，本实用新型提供了一种热固型树脂的击穿电压的测量装置，以克服热固型树脂试样厚度精准度难于控制的缺陷，减小测量误差。
为实现上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种热固性树脂击穿场强的测量装置包括由水平方向设置的上板和下板及其两侧竖直设置的支撑杆组成的支撑架、上下电极、位于下板上的热固性树脂槽、位于上电极一端且垂直穿过所述上板的定距杆、交流电源、调压变压器、高压变压器、电压表和过电流继电器。进一步的，定距杆上端与上板螺纹连接，其下端与上电极固件连接。
进一步的，支撑杆与上下板间分别固件连接，固件为螺母。
进一步的，定距杆和上电极连接处固件为螺母，螺母套设于定距杆，螺母与上电极间设有套设于定距杆的环形垫片。
进一步的，电极为圆柱形电极、下电极的直径大于上电极直径，上下两电极的相对面平行。
上下电极材料为紫铜。
进一步的，热固性树脂槽为平底热固性树脂槽，其底与上下电极相对的两表面平行，且与定距杆垂直。
进一步的，定距杆为设有定位块、能示出其上下垂直移动距离的刻度且其直径小于上电极的定距杆。
进一步的，下板、热固性树脂槽和下电极三者间的连接件为与定距杆同轴心设置的螺钉。
进一步的，螺钉为沉头螺钉。
固件为沉头螺钉，下电极与环氧槽与下板的密封设计，拧紧沉头螺钉后热塑性树脂槽内的热塑性树脂不会漏出；
环氧槽和下板间设有密封结构，密封结构为密封胶圈、密封胶垫或密封纸垫，下板设有密封结构形状的凹槽。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：
1.本实用新型的一种热固型树脂的击穿电压的测量装置，该装置能有效地防止爬电。
2.本实用新型的一种热固型树脂的击穿电压的测量装置，该装置操作简单，容易实现。
3.本实用新型的一种热固型树脂的击穿电压的测量装置，提高了热固型树脂试样厚度的精准度，减小了测量误差。
4.本实用新型的一种热固型树脂的击穿电压的测试装置，可据实际情况加工制作，上下电极间间距也可精准方便的调节。
5.本实用新型的一种热固型树脂的击穿电压的测量装置，制造工艺简单，容易实现。
6.本实用新型的一种热固型树脂的击穿电压的测量装置，零件易于加工，成本低。
附图说明
图1是 热固性树脂击穿场强的测量装置剖面图；
图2是 图1A处放大图；
图3是 设有调压装置的可调电源示意图；
图4是 击穿电压测试数据图；
图5是 击穿电压测试数据图；
图6是 击穿电压测试数据图；
图7是 击穿电压测试数据图；
1-螺纹孔，2-定距杆，3-螺母，4-弹垫，5-上电极，6-下电极，7-热固型树脂槽，8-热固型树脂，9-螺钉，10-塞尺，11-上板，12-支撑杆，13-下板，14-螺母，15-设有调压装置的可调电源，16-调压变压器，17-电压表，18-过电流继电器，19-高压变压器。
具体实施方式
下面结合实例对本实用新型进行详细的说明。
实施例1：
一种热固性树脂击穿场强的测量方法，包括如下步骤：
(1)将支撑杆一端置于下板通孔内，用设于下板下表面的螺母固定下板和支撑杆；
(2)将放置有下电极的热固性树脂槽置于下板上表面，将三者固件连接；
(3)将支撑杆上端置于上板通孔内，用设于上板上表面的螺母固定上板和支撑杆；
(4)将定距杆下端穿过上板中心螺纹孔且依次套设螺母和垫片后嵌设于上电极，拧紧螺母固定；
(5)调节支撑架水平后，旋转定距杆调整上电极和下电极间距至约2mm，用塞尺测量和调整上电极和下电极间距至热固性树脂试样的厚度尺寸；
(6)将调配好的热固性树脂徐徐浇注于热固性树脂击穿场强的测量装置的热固性树脂槽内，热固性树脂漫过下电极，并使部分上电极浸入热固性树脂内，上电极5、下电极6间会充满环氧胶；
(7)于干燥箱内热固；
(8)卸除连接下电极、热固性树脂槽和下板的固件，卸除上下板与支撑杆间螺母后卸 除下板，旋转定距杆将定距杆与上板分离；
(9)连接定距杆与电源的高电压端，并连接下电极与电源的低电压端，记录上下电极间热固性树脂薄膜的击穿时的电压。
双重定距，定距杆粗测，定距杆定距是依靠螺纹孔旋转，定距与所选的螺纹的螺距和旋转的角度有关，标准中螺纹的最小螺距为1.5就是旋转360°定距杆上升或下降1.5mm，旋转30°就会上升或下降0.12mm。定距杆常用螺距为0.2、0.25、0.35、0.5、0.75、1.0、1.25和1.5mm。
使用塞尺细测，塞尺由一组具有不同厚度级差的薄钢片组成的，量规塞尺用于测量间隙尺寸。塞尺一般用不锈钢制造，最薄的为0.02毫米，最厚的为3毫米。自0.02～0.1毫米间，各钢片厚度级差为0.01毫米；自0.1～1毫米间，各钢片的厚度级差一般为0.05毫米；自1毫米以上，钢片的厚度级差为1毫米。
定距装置和方法的改变，提高了试样的精度，优于制造多个取平均数。
测量过程中，采用智能集成电路进行匀速升压，梯度升压。
安装灵敏度较高的过电流保护装置保证试样击穿时在0.05S内切断电源。
试验电压从零开始，连续缓慢均匀增压，按照击穿电压＜20kV，升压速度1Kv/s；击穿电压≥20kV，升压速度2Kv/s，连续均匀升压，直至试样被击穿，读取击穿电压值。
绝缘材料的绝缘性能与温度有密切的关系。温度越高，绝缘材料的绝缘性能越差。为保证绝缘强度，每种绝缘材料都有一个适当的最高允许工作温度，在此温度以下，可以长期安全地使用，超过这个温度就会迅速老化。测量击穿电压需要在一定的温度环境下。
如图1所示，将支撑杆12一端置于下板13通孔内，用设于下板13下表面的螺母14固定下板13和支撑杆12；
将放置有下电极6的热固性树脂槽7置于下板13上表面，将三者固件连接；
将支撑杆12上端置于上板11通孔内，用设于上板11上表面的螺母14固定上板11和支撑杆12；
将定距杆2下端穿过上板11中心螺纹孔且依次套设螺母3和弹垫4后嵌设于上电极5，拧紧螺母3固定；
调节支撑架水平后，定距杆2粗测，定距杆2定距是依靠螺纹孔旋转，定距杆2的螺纹螺距为1.5mm，旋转定距杆2调整上电极5和下电极6间距至约2mm，用塞尺测量和调整上电极5和下电极6间距至热固性树脂试样的厚度尺寸0.8mm；
将质量比为5:3:1的环氧树脂A，环氧树脂B，固化剂调配好徐徐浇注于热固性树脂槽7内，热固性树脂漫过下电极6，使上电极5浸入热固性树脂内，上电极5、下电极6间会充满环氧胶；
于干燥箱内热固；40℃固化4小时，80℃固化24小时，120℃固化48小时，之后自然回温。
卸除连接下电极6、热固性树脂槽7和下板13的固件，卸除上下板与支撑杆12间螺母14后卸除下板13，旋转定距杆2将定距杆2与上板11分离；
连接定距杆2与电源的高电压端，并连接下电极6与电源的低电压端，记录上下电极间热固性树脂薄膜的击穿时的电压。
测量过程中，采用智能集成电路进行匀速升压。
安装灵敏度较高的过电流保护装置保证试样击穿时在0.05S内切断电源。
试验电压从零开始，连续缓慢均匀增压，按照击穿电压＜20kV，升压速度1Kv/s；击穿电压≥20kV，升压速度2Kv/s，连续均匀升压，直至试样被击穿，读取击穿电压值。
图4-7为测试击穿电压得到的数据图表，得到击穿电压分别为91.23Kv,92.79Kv,90.66Kv,92.58Kv,求平均数得到击穿电压为91.815Kv。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种热固性树脂击穿场强的测量装置，其特征在于，所述装置包括由水平方向设置的上板和下板及其两侧竖直设置的支撑杆组成的支撑架、上下电极、位于下板上的热固性树脂槽、位于上电极一端且垂直穿过所述上板的定距杆、交流电源、调压变压器、高压变压器、电压表和过电流继电器。
2.如权利要求1所述的一种热固性树脂击穿场强的测量装置，其特征在于：所述定距杆上端与所述上板螺纹连接，其下端与所述上电极固件连接。
3.如权利要求1所述的一种热固性树脂击穿场强的测量装置，其特征在于：所述支撑杆与上下板间分别固件连接，所述固件为螺母。
4.如权利要求2所述的一种热固性树脂击穿场强的测量装置，其特征在于：所述定距杆和上电极连接处固件为螺母，所述螺母套设于定距杆，所述螺母与上电极间设有套设于定距杆的环形垫片。
5.如权利要求1所述的一种热固性树脂击穿场强的测量装置，其特征在于：所述电极为圆柱形电极、所述下电极的直径大于所述上电极直径，所述上下两电极的相对面平行。
6.如权利要求1所述的一种热固性树脂击穿场强的测量装置，其特征在于：所述热固性树脂槽为平底热固性树脂槽，其底与所述上下电极相对的两表面平行，且与所述定距杆垂直。
7.如权利要求1所述的一种热固性树脂击穿场强的测量装置，其特征在于：所述定距杆为设有定位块、能示出其上下垂直移动距离的刻度且其直径小于所述上电极的定距杆。
8.如权利要求1所述的一种热固性树脂击穿场强的测量装置，其特征在于：所述下板、热固性树脂槽和所述下电极三者间的连接件为与所述定距杆同轴心设置的螺钉。
9.如权利要求8所述的一种热固性树脂击穿场强的测量装置，其特征在于：所述螺钉为沉头螺钉。
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