可用于在高电压下进行电学性能测试的夹具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种材料电学性能测试技术，具体地说，涉及一种可用于高电压下进行电学性能测量的夹具。
【背景技术】
[0002]高压测试是表征电子电器产品在高压下的绝缘性能的好与坏的最有说服力的检测方法。任何电子电器产品都有一个绝缘等级，不同额定电压的绝缘等级不一样。随着新型电子设备的不断涌现，电力系统的电压等级在不断上升，高压电子元件的耐高压性能愈来愈显示其重要性。但目前，高压(尤其是1kV以上)测试用夹具还不能十分准确的表征被测物件的本征电学性能，尤其是目前已有的测试夹具只适合实心物件，未见特别针对大型中空物件的高压测试夹具。
【发明内容】
[0003]本发明旨在填补弥补现有技术的缺陷，提供一种高电压下适合多种形状物件电测量的夹具，特别是大型中空物件的高电压测试。
[0004]本发明提供了一种可用于在高电压下进行电学性能测试的夹具，所述夹具包括对称设置的上环状绝缘板和下环状绝缘板、对称设置的上电极环和下电极环、用于将上电极环和下电极环分别固定至上环状绝缘板和下环状绝缘板的至少一对电极螺杆、以及用于固定连接上环状绝缘板和下环状绝缘板的紧固装置；其中上环状绝缘板和下环状绝缘板形成为中空结构；所述电极螺杆包括位于所述夹具内侧的头部、从所述头部延伸至所述夹具外侧的尾部、以及设置在所述尾部上的调节弹簧和调节螺母。
[0005]在高压电场下，尤其是当电压超过1kV以上时，上下电极间的绝缘介质(液体或气体)会出现明显的流动。而在本发明中，由于支撑固定环状电极(上电极环和下电极环)的上环状绝缘板和下环状绝缘板形成为中空结构，可以保证绝缘介质(液体或气体)处于自由流动状态，避免了实心设计导致的压制流动。同时，保证了油温分布均匀，散热效果好。而且环状电极(上电极环和下电极环)对称固定在绝缘板上，避免了高电压下由于振动引起的电场分布的不稳定。另外，中空的设计相对于实心设计，减小加载在被测物件上的重力，减少了重力引起的应力对测试结果的影响。同时，中空结构便于夹持物件，方便观测。通过电极和固定装置(绝缘支架)的优化设计，本发明中夹具在测试时形成均匀分布的稳定电场，而且上环状绝缘板和下环状绝缘板)形成为中空结构，可保证电极之间的液态或气态绝缘介质处于自由流动状态。具体来说，本发明中通过上、下电极环状电极的对称设置以及上下成对设置的电极螺杆，在用于测试的高电压作用下，能够在电极间形成均匀稳定电场；而且本发明中上、下绝缘板之间采用绝缘螺杆连接且上、下绝缘板也设置为环状，使得夹具的侧面处于敞开状态，便于测试环境中的绝缘介质(液体或气体)流动，从而保证测试环境中温度分布均匀；另外，该绝缘螺杆为可拆卸连接，可以通过更换不同高度的螺杆，调整绝缘螺杆在上、下绝缘板之间部分的长度，从而调节上、下环状电极之间的间距，便于实现对不同厚度待测样品的测量。而且电极螺杆设置调节螺母和调节弹簧，放置被测物件时，可通过炫动调节螺母实现电极螺杆的头部与被测物件的良好的物理接触，牢靠夹持，很好地同时也减小接触电阻。
[0006]较佳地，所述紧固装置包括贯穿上环状绝缘板和下环状绝缘板的至少一个绝缘螺栓以及与该绝缘螺栓匹配的至少一对紧固螺母。借助于此，被测物件夹持在两块绝缘板之间，通过调整插入上下两块绝缘板之间的绝缘螺栓的高度，再用绝缘螺母固定，可实现不同高度样品的测试。本夹具除适合高压下电学性能测量外，也能方便、准确的表征块体物件的其他电学性能测试。
[0007]较佳地，所述上环状绝缘板和下环状绝缘板对齐设置有供所述至少一个绝缘螺栓通过的至少一个第一通孔，以及供至少一对电极螺杆通过的至少一个第二通孔。优选地，第一通孔和第二通孔到夹具中心距离不同，例如第一通孔相对第二通孔更靠近所述夹具的外侧或者第二通孔相对第一通孔更靠近所述夹具的外侧。借助于此，可以适用于不同尺寸和形状的待测物件。
[0008]较佳地，所述电极螺杆的头部的端面为光滑平面。更优选地，所述电极螺杆的头部为蘑菇状。
[0009]较佳地，在所述电极螺杆的尾部上还设置有位于所述调节弹簧两侧的一对垫片，且所述调节弹簧相对于所述调节螺母更靠近头部。
[0010]所述夹具还具备适用于覆盖所述电极螺杆的头部和尾部的多个绝缘套。借助于此，在测量时，在电极螺杆尾部以及未与被测物件接触的电极螺杆的头部盖上电极绝缘套，一方面实现绝缘，防止电极间的绝缘介质因高电压引起放电另一方面，只需通过增减电极绝缘套就可以分别实现对样品的单点、双点和多点接触，可测试多种形状样品，如:圆环状、长条状和小型物件等。
[0011]较佳地，所述至少一对电极电极螺杆设置为2?7对。借助于此，可实现多点接触测试。
【附图说明】
[0012]图1示出了示例夹具的正面立体结构示意图；
图2示出了示例夹具的反面立体结构示意图；
图3示出了示例夹具测试环状物件时的使用状态图；
图4示出了示例夹具测试长条片状物件时的使用状态图；
图5示出了示例夹具测试小物件时的使用状态图；
图6示出了又一示例夹具的正面立体结构示意图；
图7示出了示例夹具使用的电极螺杆；
图8示出了示例夹具使用的绝缘螺栓；
图9示出了示例夹具使用的绝缘套；
符号说明:
1-绝缘螺栓；
2-电极螺杆；
3-上环状绝缘板； 4-上电极环；
5-下环状绝缘板；
6-下电极环；
7-垫片；
8-调节螺母；
9-调节弹簧；
10-紧固螺母；
11-绝缘套；
12-环状物件；
13-长条片状物件；
14-小物件。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明，应理解，附图及下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。
[0014]参见图1和图2，其示出夹具的一个实施形态，包括:上环状绝缘板3和下环状绝缘板5、上电极环4和下电极环6。上环状绝缘板3和下环状绝缘板5可通过贯穿其的绝缘螺杆I以及和该绝缘螺杆I匹配的固定螺母10固定链接。上电极环4和下电极环6通过电极螺杆2对分别固定至上环状绝缘板3和下环状绝缘板5。上电极环4和下电极环6和电极螺杆采用导电材料(通常为金属)制成。
[0015]参见图7，电极螺杆2包括用于接触待侧样品的头部，以及从头部延伸的尾部。头部形状基于苑科夫斯基(Rogowski)电极形状，似蘑葫状，头部与被测物件接触处的端面为光滑平面。尾部靠近头部的周面可以形成光滑表面，靠近末端的周周面倒圆，平滑地过渡到具有螺纹的圆柱螺栓。尾部上还设置调节螺母8。电极环和绝缘板可夹持在头部和调节螺母8之间，调节螺母和电极环(绝缘板)之间还可设置调节弹簧9，通过调节螺母8和调节弹簧9可以微调头部与待侧物件的接触。又，在调节弹簧两侧设置垫片7。垫片7、调节螺母8和调节弹簧也可