电场敏感型绝缘材料静态性能测试装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电场敏感型绝缘材料静态性能测试装置及系统，涉及用电、电化学或磁的方法测试或分析材料的方法技术领域。所述测试系统包括电场敏感型绝缘材料静态性能测试装置，还包括高压直流电源、限流电阻、第一气动延时高压开关K1、高压无感电容器、第二气动延时高压开关K2、采样电阻、示波器、第三气动延时高压开关K3和放电电阻。所述系统利用电容器充放电的设计避免被测绝缘材料性能的变化对电源的损伤，能起到对电源的保护功能。测试系统中的后置放电电阻可在测试结束时充分泄放电容器残余电量，保证操作安全。

【技术实现步骤摘要】
电场敏感型绝缘材料静态性能测试装置及系统
本专利技术涉及用电、电化学或磁的方法测试或分析材料的方法
，尤其涉及一种电场敏感型绝缘材料静态性能测试装置及系统。
技术介绍
理想的电场敏感型材料在平时低场强情况下为绝缘材料，当材料受到外部强电场激励的时候，即外部电场突然显著增加且超过某临界场强的时候，由于材料特有的电化学和能量结构特征，能够感知外部电磁环境的变化并能快速调节其电磁性能，可以在微纳秒时间内即刻发生绝缘/导电相变现象，电导率可以提升102～105数量级，使平时为绝缘体的材料迅速变为高导电的类金属材料，当外部激励强场消失以后，材料恢复到原始状态。而基于这种工作机理研制的材料能不能发生相变，不进行相应测试是无法获知的，而这类材料本身属于新材料，如何测试其在强电场的绝缘体/导体相变和电阻率的变化极限还未有相关报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够测试电场敏感型材料相变及相变后的性能指标的电场敏感型绝缘材料静态性能测试装置。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种电场敏感型绝缘材料静态性能测试装置，其特征在于：包括绝缘透明箱体，所述箱体内的底板上设有绝缘夹具，所述绝缘夹具包括左活动块和右活动块，所述左活动块和右活动块与所述底板之间通过滑轨或滑槽相互滑动配合连接，所述左活动块和右活动块相对的两个面上分别设有一个测试电极，每个测试电极与一条高压绝缘导线电连接，且高压绝缘导线延伸至所述箱体外构成接线端。进一步的技术方案在于：所述装置还包括位于箱体外的控制器、绝缘气体气瓶和调温板以及位于所述箱体内的温湿度传感器和调温风扇，所述气瓶的出气端连接有高压气管，所述高压气管的出气口位于所述箱体内，且所述高压气管上设有常闭电磁阀，所述电磁阀受控制于所述控制器，用于在所述控制器的控制下打开或关闭；所述温湿度传感器位于所述箱体的内壁上，与所述控制器的信号输入端连接，用于采集所述箱体内的温湿度信息；所述调温风扇位于所述箱体的内壁上，受控于所述控制器，用于在所述控制器的控制下对所述箱体内的温度和湿度进行调整；所述调温板位于所述底板的下侧，受控于所述控制器，用于在所述控制器的控制下对所述箱体进行加热处理，对所述箱体内的温度和湿度进行调节。进一步的技术方案在于：所述控制器包括微处理器以及人机交互模块，所述人机交互模块与所述微处理器双向连接，用于输入控制命令并显示输出的数据。进一步的技术方案在于：所述装置还包括限位器，所述限位器包括限位螺栓和限位螺母，所述限位螺栓的一端依次穿过左、右活动块后与所述限位螺母螺纹连接，通过调节所述限位螺母在所述限位螺栓上的位置，调节左、右活动块之间距离。进一步的技术方案在于：所述测试电极为圆盘电极，所述圆盘电极包括水平连接部和竖直设置的圆盘电极部，所述水平连接部的一端与所述活动块固定连接，所述水平连接部的另一端与所述圆盘电极部固定连接，且所述圆盘电极部位于所述活动块的外侧面之外，当对电场敏感型绝缘材料进行测试时，所述绝缘材料呈竖直设置，且所述绝缘材料被两块圆盘电极部夹持，所述圆盘电极之间用于产生垂直与所述绝缘材料的电场。进一步的技术方案在于：所述圆盘电极部的直径为30mm-40mm，厚为4mm-8mm。进一步的技术方案在于：所述测试电极包括条形电极组，所述条形电极组包括呈上下对称设置的上条形电极和下条形电极，每组所述条形电极组中，下条形电极与所述活动块固定连接，上条形电极与下条形电极之间借助于螺钉安装，当对电场敏感型绝缘材料进行测试时，所述绝缘材料呈水平设置，所述绝缘材料的左右两侧分别被两组条形电极组所夹持，所述条形电极组之间用于产生平行于所述绝缘材料的电场。进一步的技术方案在于：所述上、下条形电极的长、宽、高为（40mm-60mm）×（8mm-12mm）×（8mm-12mm）；且每组所述条形电极组中上条形电极与下条形电极之间通过两个间隔设置的螺钉连接到一起，两螺钉之间的距离为20mm-30mm。本专利技术还公开了一种电场敏感型绝缘材料静态性能测试系统，其特征在于：包括所述的电场敏感型绝缘材料静态性能测试装置，还包括高压直流电源、限流电阻、第一气动延时高压开关K1、高压无感电容器、第二气动延时高压开关K2、采样电阻、示波器、第三气动延时高压开关K3和放电电阻，所述高压直流电源的正极依次经限流电阻、第一气动延时高压开关K1以及所述电容器后与所述电源的负极连接，且所述电源的负极接地；所述第二气动延时高压开关K2的一端接所述电容器与第一气动延时高压开关K1相电连接的一端，所述第二气动延时高压开关K2的另一端与所述测试装置中一条高压绝缘导线的接线端连接，所述测试装置中另一条高压绝缘导线的接线端与所述采样电阻的一端电连接，所述采样电阻的另一端接地，所述示波器与所述采样电阻并联；所述第三气动延时高压开关K3的一端接所述电容器与第一气动延时高压开关K1相电连接的一端，所述第三气动延时高压开关K3的另一端经所述放电电阻接地；使用所述系统对所述绝缘材料进行测试时，调整左活动块与右活动块之间的距离，将所述绝缘材料夹持在两个测试电极之间；绝缘材料夹持好之后，使所述控制器进入到测试状态，控制器控制所述电磁阀打开，向所述箱体内充入绝缘气体，并根据温湿度传感器采集的信息控制所述风扇动作，使所述箱体内温湿度均匀统一；调节所述电源输出电压，控制所述第一气动延时高压开关K1闭合，此时第二气动延时高压开关K2和第三气动延时高压开关K3打开，通过所述高压直流电源为所述电容器充电；所述电容器充满电后控制所述第一气动延时高压开关K1打开，控制所述第二气动延时高压开关K2闭合，此时第三气动延时高压开关K3打开，所述电容器放电，在所述测试电极之间产生激励强电场，且所述激励强电场施加给所述绝缘材料，如果示波器的参数有较大变化，说明被测绝缘材料发生了相变，通过示波器的峰峰电压值的变化可以计算出被测材料的电导率，同时可以绘制出材料的相变曲线，反之，则被测绝缘材料没有发生相变；测试完毕后，控制所述第二气动延时高压开关K2打开，第三气动延时高压开关K3闭合，此时第一气动延时高压开关K1处于打开状态，通过所述放电电阻对所述电容器上可能剩余的电量进行放电处理；如果被测绝缘材料没有发生相变，则重新重复上述电容器放电、电源输出电压调节对电容器充电、电容器放电产生激励电场的步骤，直到所述被测绝缘材料发生相变。进一步的技术方案在于：所述高压开关K1-K3为可控开关，所述高压开关K1-K3的打开或闭合受控于所述控制器。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述系统利用电容器充放电的设计避免被测绝缘材料性能的变化对电源的损伤，能起到对电源的保护功能。测试系统中的后置放电电阻可在测试结束时充分泄放电容器残余电量，保证操作安全。选用气动延时高压开关，既能远程控制，又能保证近端操作安全，同时还尽可能降低电晕影响。本系统适用于大尺寸自适应材料的特性测试，可提供高压强场激励，绝缘环境，满足大动态范围测量需求。测试装置内充满绝缘气体，保证被测绝缘材料两端再获得强电场环境时不会发生放电现象，同时也能防止气动延时高压开关的电晕影响。调温板、调温风扇、温湿度传感器以及控制器可以保证所述箱体内的温度均匀统一，对测试环境的温度变化起到抑制作用。两种电极分别测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电场敏感型绝缘材料静态性能测试装置，其特征在于：包括绝缘透明箱体（1），所述箱体内的底板（2）上设有绝缘夹具，所述绝缘夹具包括左活动块（3）和右活动块（4），所述左活动块（3）和右活动块（4）与所述底板（2）之间通过滑轨或滑槽（5）相互滑动配合连接，所述左活动块（3）和右活动块（4）相对的两个面上分别设有一个测试电极，每个测试电极与一条高压绝缘导线（6）电连接，且高压绝缘导线（6）延伸至所述箱体外构成接线端。

【技术特征摘要】
1.一种电场敏感型绝缘材料静态性能测试装置，其特征在于：包括绝缘透明箱体（1），所述箱体内的底板（2）上设有绝缘夹具，所述绝缘夹具包括左活动块（3）和右活动块（4），所述左活动块（3）和右活动块（4）与所述底板（2）之间通过滑轨或滑槽（5）相互滑动配合连接，所述左活动块（3）和右活动块（4）相对的两个面上分别设有一个测试电极，每个测试电极与一条高压绝缘导线（6）电连接，且高压绝缘导线（6）延伸至所述箱体外构成接线端。2.如权利要求1所述的电场敏感型绝缘材料静态性能测试装置，其特征在于：所述装置还包括位于箱体外的控制器、绝缘气体气瓶（7）和调温板（8）以及位于所述箱体内的温湿度传感器（9）和调温风扇（10），所述气瓶的出气端连接有高压气管（11），所述高压气管（11）的出气口位于所述箱体内，且所述高压气管（11）上设有常闭电磁阀，所述电磁阀受控制于所述控制器，用于在所述控制器的控制下打开或关闭；所述温湿度传感器（9）位于所述箱体的内壁上，与所述控制器的信号输入端连接，用于采集所述箱体内的温湿度信息；所述调温风扇（10）位于所述箱体的内壁上，受控于所述控制器，用于在所述控制器的控制下对所述箱体内的温度和湿度进行调整；所述调温板（8）位于所述底板（2）的下侧，受控于所述控制器，用于在所述控制器的控制下对所述箱体进行加热处理，对所述箱体内的温度和湿度进行调节。3.如权利要求2所述的电场敏感型绝缘材料静态性能测试装置，其特征在于：所述控制器包括微处理器以及人机交互模块，所述人机交互模块与所述微处理器双向连接，用于输入控制命令并显示输出的数据。4.如权利要求1所述的电场敏感型绝缘材料静态性能测试装置，其特征在于：所述装置还包括限位器，所述限位器包括限位螺栓（12）和限位螺母，所述限位螺栓（12）的一端依次穿过左、右活动块（3，4）后与所述限位螺母螺纹连接，通过调节所述限位螺母在所述限位螺栓（12）上的位置，调节左、右活动块（3，4）之间距离。5.如权利要求1所述的电场敏感型绝缘材料静态性能测试装置，其特征在于：所述测试电极为圆盘电极（13），所述圆盘电极包括水平连接部（14）和竖直设置的圆盘电极部（15），所述水平连接部（14）的一端与所述活动块固定连接，所述水平连接部（14）的另一端与所述圆盘电极部（15）固定连接，且所述圆盘电极部（15）位于所述活动块的外侧面之外，当对电场敏感型绝缘材料（16）进行测试时，所述绝缘材料呈竖直设置，且所述绝缘材料被两块圆盘电极部（15）夹持，所述圆盘电极（13）之间用于产生垂直与所述绝缘材料的电场。6.如权利要求5所述的电场敏感型绝缘材料静态性能测试装置，其特征在于：所述圆盘电极部的直径为30mm-40mm，厚为4mm-8mm。7.如权利要求1所述的电场敏感型绝缘材料静态性能测试装置，其特征在于：所述测试电极包括条形电极组，所述条形电极组包括呈上下对称设置的上条形电极（17）和下条形电极（18），每组所述条形电极组中，下条形电极（18）与所述活动块固定连接，上条形电极（17）与下条形电极（18）之间借助于螺钉（19）安装，当对电场敏感型绝缘材料（16）进行测试时，所述绝缘材料呈水平设置，所述绝缘材料的左右两侧分别被两组条形电极组所夹持，所述条形电极组之间用于产生平行于所述绝缘材料的电场。8.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：成伟，王妍，王赟，王庆国，曲兆明，赵敏，李昂，
申请(专利权)人：中国人民解放军军械工程学院，
类型：发明
国别省市：河北,13