一种高温环境下绝缘材料电阻及电阻率的测试装置的制作方法

本发明属于绝缘材料测试技术领域，涉及一种绝缘材料电阻及电阻率的测试装置，尤其是一种高温环境下绝缘材料电阻及电阻率的测试装置。

背景技术：

绝缘材料的电阻和电阻率分别是绝缘结构和绝缘材料的主要电性能参数之一。为了检验绝缘性能的优劣，在绝缘结构的制造和使用中，经常需要测定其绝缘电阻；在绝缘材料的生产和应用中，经常需要测定其绝缘电阻率。在常温环境下，测量绝缘电阻和电阻率相对比较容易，技术也比较成熟。但是随着近年来极端条件下绝缘材料及绝缘系统应用领域的拓展，测量绝缘材料在极端环境下的电阻率成为需求。例如耐火电缆中主要的耐火绝缘层耐火云母带、用于电解铝车间的耐高温云母制品、制作高温坩埚及耐火炉管的氧化铝陶瓷等等这些材料，他们在各自的应用场合中都需要起到绝缘的作用，所以检测其高温下的电阻率成为需求。因此，测量绝缘材料在高温环境下的绝缘电阻及电阻率有着重要的意义。

现有的测量绝缘材料在高温环境下的电阻和电阻率的装置，其测量导线的绝缘层一般都会使用像陶瓷这样的耐高温绝缘材料，但是绝缘材料在高温环境下绝缘电阻会大幅度降低，导致测试样品的测试电流不准确，引起测量误差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高温环境下绝缘材料电阻及电阻率的测试装置。该装置能够测量绝缘材料在800℃高温环境下的电阻及电阻率，并且能够提高其测量精度。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种高温环境下绝缘材料电阻及电阻率的测试装置，包括高温电炉，高温电炉内设置有镍基合金制成的内屏蔽箱，高温电炉的上部设置有外屏蔽箱，外屏蔽箱内设置有接线端子结构；内屏蔽箱内设置有与接线端子结构连接的三电极模块连接；其中接线端子结构与三电极模块通过铂金丝导线连接，且铂金丝导线置于空气介质中；其中三电极模块为表面具有铂金镀层的氧化铝陶瓷基体；其中接线端子结构还与三同轴穿舱连接器、高阻计、直流稳压电源串联。

更进一步的，本发明的特点还在于：

其中接线端子结构包括两个陶瓷绝缘接线端子，两个陶瓷绝缘接线端子均通过铂金丝导线与三电极模块连接。

其中铂金丝导线穿过高温电炉的孔隙，该孔隙填充有空气介质。

其中铂金镀层的厚度为5-20μm。

其中三电极模块设置在内屏蔽箱2底部的刚玉底座上。

其中三电极模块上竖直设置有刚玉导杆，刚玉导杆伸出高温电炉的外部。

其中伸出高温电炉外部的刚玉导杆上设置有弹簧加压装置。

其中弹簧加压装置、接线端子结构均设置在外屏蔽箱内。

其中高阻计为6517B高阻计。

本发明的有益效果是：本装置的铂金丝导线采用裸线的方式连接接线端子和三电极模块，铂金丝导线具有耐高温、导电性能好的特性，且其外部为空气介质，在高温环境中空气介质相对于其他绝缘材料绝缘性能更加优越，因此能够最大程度的避免泄露电流的产生，提高了电流测试的精确度；同时本发明采用内屏蔽箱对三电极模块进行屏蔽保护，使用外屏蔽箱对接线端子结构进行屏蔽保护，减少了高温电炉加热回路以及外部电势对其的影响。

更进一步的，使用刚玉底座能够避免三电极模块与高温电炉的直接接触，减少了高温电路对三电极模块的影响；同时刚玉导杆能够将三电极模块进行压紧，减小三电极模块与待测样品之间的间隙，提高了测量的精度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明陶瓷绝缘接线端子的结构示意图；

图3为本发明的三电极模块的结构示意图；

图4为本发明根据95#氧化铝陶瓷试样加500V直流电压时所测得数据绘制的曲线图。

其中：1为高温电炉；2为内屏蔽箱；3为外屏蔽箱；4为三电极模块；5为铂金丝导线；6为刚玉底座；7为三同轴穿舱连接器；8为陶瓷绝缘接线端子；9为高阻计；10为弹簧加压装置；11为刚玉导杆；12为直流稳压电源；13为固定架；14为待测样品。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

本发明提供了一种高温环境下绝缘材料电阻及电阻率的测试装置，如图1所示，包括高温电炉1，高温电炉1内部设置有镍基合金制成的内屏蔽箱2，内屏蔽箱2内设置有刚玉底座6，刚玉底座6上设置有三电极模块4，如图3所示，三电极模块4为表面具有铂金镀层的氧化铝陶瓷基体，铂金镀层的厚度为5-20μm；三电极模块4中间设置有待测样品14；三电极模块4通过铂金丝导线5与设置在高温电炉1顶部外侧的接线端子结构连接，其中铂金丝导线5有2或3根，铂金丝导线5连接在三电极模块4的两个或三个电极上，且接线端子结构5包括陶瓷绝缘接线端子8，陶瓷绝缘接线端子8对应设置有2或3个；铂金丝导线5的周围为空气介质，即铂金丝导线5穿过高温电炉1顶部的位置设置为15mm的圆孔，铂金丝导线5设置在圆孔的中间部位，且圆孔中填充为空气介质。

如图1所示，三电极模块4上还设置有用于压紧三电极模块4的刚玉导杆11，刚玉导杆11穿过高温电炉1的顶部，且刚玉导杆11与设置在高温电炉1顶部的弹簧加压装置10连接，弹簧加压装置10通过弹簧、螺杆将刚玉导杆11下压，并且弹簧能够起到减震的作用；如图2所示陶瓷绝缘接线端子8通过固定架13固定在高温电炉1的顶部，且所有的陶瓷绝缘接线端子8和弹簧加压装置10设置在外屏蔽箱3内，外屏蔽箱3倒扣在高温电炉1的顶部，且外屏蔽箱3为铝合金制备而成；外屏蔽箱3上还设置有三同轴穿舱连接器7，三同轴穿舱连接器7与其中一个陶瓷绝缘接线端子8连接，三同轴穿舱连接器7还与高阻计9和直流稳压电源12串联连接，其中高阻计9为6517B高阻计，直流稳压电源12与另一侧的陶瓷绝缘接线端子8连接。

本发明测试装置的使用方法是：将待测样品14设置在三电极模块4中，通过刚玉导杆11将待测样品14压紧在三电极模块4中，排除待测样品14与三电极模块4之间的气隙，减少测量误差；然后使用铂金丝导线5将三电极模块4的两个或三个电极与相应数量的陶瓷绝缘接线端子8连接；将高阻计9设置为测试电阻，先不加电压，观察电流是否为零，排除外来电势的干扰；然后断开测试电极，加上直流电压，观察电流是否为零，排除系统漏电流对测试结果的影响；然后连接好整个测试系统，开始测试。

本发明的具体实施方式是：

对95#氧化铝陶瓷进行电阻和电阻率的测试，试样尺寸为本发明使用三电极模块4的电极材料为镀铂金层的氧化铝陶瓷，电极尺寸为高压极环电极测量极电阻的测量方法为伏安法，试验电压分别为100V、250V、500V，电化时间为1分钟，升温方式为标准IEC 60345中6.1所规定方法B，即分段升温法。

测试结果如图4所示，在500V的电压下，随着测试环境温度的升高，测量的电阻率的值在800℃时，测量精度能够达到1*10⁸，较现有的装置，提高了其测量精度。

其中100V、250V、500V的测量结果如下表所示：

从上表中可以看出，在同一温度和不同电压下的电阻率的测量值均不相同，随着温度的升高，仍然能够测量出在高温环境下其电阻率的不同，由此可见在不同温度不同电压下，该装置能够精确的测量出绝缘材料的电阻率；尤其在高温环境下，其测量绝缘材料电阻率的值更加精确。