大试片弹性材料非线性拉伸态介电性能测量用便携装置的制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明属于材料性能测试装置技术领域，涉及一种便携式的测量装置，具体是一种大试片弹性材料非线性拉伸态介电性能测量用便携装置。
【【背景技术】】
[0002]电缆输电线路是电力系统的重要组成部分，而电缆终端或电缆中间接头(统称为电缆附件)则是电缆输电线路中必不可少的电力设备之一。橡胶材料因其优良的耐候性、耐热与耐寒性、绝缘性以及耐电晕性而成为了目前被广泛应用于电缆附件的生产制造中。为使电缆与电缆附件的界面拥有一定的面压。电缆附件在安装过程中和安装完成后，都处于扩张状态。且由于电缆终端和电缆中间接头安装后绝缘从内到外绝缘呈非线性扩张态的圆筒结构，因此电缆附件的由内至外所承受的拉力大小并不相同，即电缆附件在安装过程中和安装完成后始终处于一种非线性扩张状态下。实际电缆附件安装后呈非线性扩张态，其绝缘材料内部从内到外的位移量并不一致。如图1所示。
[0003]目前，尽管已经知道电缆附件在实际运行中处于非线性拉伸状态，但现有研究主要是针对未拉伸的或是处于均匀拉伸态的单层或复合材料测量。由于拉伸状态不同，绝缘材料的分子链的分布状态会有所不同，从而影响其宏观介电性能，因此为提高电缆附件的运行可靠性，有必要对其绝缘材料在非线性拉伸状态下的介电性能进行测试，寻找其在不同非线性拉伸状态下各种绝缘介电性能的变化规律。
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【发明内容】
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[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种大试片弹性材料非线性拉伸态介电性能测量用便携装置，该装置可以实现弹性材料的非线性拉伸，并使试样的非线性拉伸状态得到维持，从而可以使用介电性能测试仪器对材料在非线性拉伸状态下的介电性能进行测试。
[0005]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现:
[0006]大试片弹性材料非线性拉伸态介电性能测量用便携装置，包括底座，底座上设置用于放置平板试样的下平板，底座上固定有用于与下平板贴合压紧平板试样的上平板；下平板设置于底座上表面开设的凹槽中，并通过连接于下平板一端的水平螺杆驱动，并在凹槽中做一维运动。
[0007]本发明进一步的改进在于:
[0008]上平板通过第一竖直螺杆和第二竖直螺杆与底座固定连接。
[0009]底座凹槽的两侧开设有与第一竖直螺杆和第二竖直螺杆相配合的螺纹盲孔，上平板上对应位置开设有螺纹通孔。
[0010]底座凹槽的末端设置凸台，水平螺杆由凸台穿入，连接在下平板的后端面上。
[0011]上平板和下平板的表面均设置有夹紧平板试样、防止平板试样发生平面移动的倒齿形突起。
[0012]本发明还公开了另一种大试片弹性材料非线性拉伸态介电性能测量用便携装置，包括两组结构相同的夹具，每组夹具包括底座，底座上设置用于放置平板试样的下平板，底座上固定有用于与下平板贴合压紧平板试样的上平板；下平板设置于底座上表面开设的凹槽中，并通过连接于下平板一端的水平螺杆驱动，并在凹槽中做一维运动；两组夹具的底座相对设置，并通过螺杆固定连接；两组夹具的下平板的端面贴合，平板试样放置于两下平板的中部。
[0013]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0014]本发明通过夹具和倒齿形突起分别固定试样上下表面，并通过移动夹具，从而可以实现试样的非线性拉伸。现有测量装置只能测试试样在非拉伸状态下的性能或使用现有夹具对试样进行线性拉伸后对其性能进行测试。本发明通过控制螺杆实现对拉伸长度的精确控制实现让同种试样的拉伸率可以连续变换。对试样进行非线性拉伸后，试样仍可保持平面状，此时可联合固体电介质的介电性能测量装置(如平板试样的空间电荷测量装置，电阻率测量装置、介电性能测量装置等)对试样在非线性拉伸状态下的介电性能进行测量。
[0015]进一步的，本发明为保证试样能被完全夹持保持不动，使用两根螺杆固定上平板与底座的相对位置。
[0016]进一步的，本发明上平板与下平板的表面都有倒齿形的突起，试样被夹持在上平板与下平板之间后，试样的上下表面由于倒齿形突起的存在无法移动。
[0017]进一步的，本发明通过螺杆控制下表面的移动，可以实现试样最大拉伸率(试样下表面)的精确控制。且由于使用了螺杆装置，便于进行操作。
[0018]本发明使用两套夹具进行协同操作时，可实现对试样上表面拉伸率的控制。
【【附图说明】】
[0019]图1为电缆附件扩展后内外位移量变化示意图；其中(a)为模型内侧施压后的形状变化图，(b)为沿径向从内至外位移量分布图；
[0020]图2为本发明的整体结构示意图；
[0021]图3为本发明采用两套夹具时的结构示意图。
【【具体实施方式】】
[0022]下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
[0023]参见图2，本发明包括底座106，底座106上设置用于放置平板试样的下平板105，底座106上固定有用于与下平板105贴合压紧平板试样的上平板103 ;底座106凹槽的两侧开设有与第一竖直螺杆101和第二竖直螺杆102相配合的螺纹盲孔，上平板103上对应位置开设有螺纹通孔。底座106凹槽的末端设置凸台，水平螺杆104由凸台穿入，连接在下平板105的后端面上。上平板103通过第一竖直螺杆101和第二竖直螺杆102与底座106固定连接。下平板105设置于底座106上表面开设的凹槽中，并通过连接于下平板105 —端的水平螺杆104驱动，并在凹槽中做一维运动。上平板103和下平板105的表面均设置有夹紧平板试样、防止平板试样发生移动的倒齿形突起。
[0024]参见图3，为了同时能够控制平板试样上下表面的拉伸力，可以将两组夹具组合使用，两组夹具的底座106相对设置，并通过螺杆固定连接；两组装置单体的下平板105的端面贴合，平板试样放置于两下平板105的中部。
[0025]在使用时，将弹性材料制成的平板试样置在上平板103、上平板104、底座106之间。转动水平螺杆104时，强迫试样的下表面整体进行移动，此时试样会进行非线性拉伸(试样靠近下平板105处拉伸率高，靠近上平板103处拉伸率低)。此时可以按照实验需求分别实现试样上表面与下表面的拉伸率。从而实现弹性材料更丰富的非线性拉伸。
[0026]以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
【主权项】
1.大试片弹性材料非线性拉伸态介电性能测量用便携装置，其特征在于，包括底座(106)，底座(106)上设置用于放置平板试样的下平板(105)，底座(106)上固定有用于与下平板(105)贴合压紧平板试样的上平板(103);下平板(105)设置于底座(106)上表面开设的凹槽中，并通过连接于下平板(105) —端的水平螺杆(104)驱动，并在凹槽中做一维运动。2.根据权利要求1所述的大试片弹性材料非线性拉伸态介电性能测量用便携装置，其特征在于，所述上平板(103)通过第一竖直螺杆(101)和第二竖直螺杆(102)与底座(106)固定连接。3.根据权利要求1或2所述的大试片弹性材料非线性拉伸态介电性能测量用便携装置，其特征在于，所述底座(106)凹槽的两侧开设有与第一竖直螺杆(101)和第二竖直螺杆(102)相配合的螺纹盲孔，上平板(103)上对应位置开设有螺纹通孔。4.根据权利要求1或2所述的大试片弹性材料非线性拉伸态介电性能测量用便携装置，其特征在于，所述底座(106)凹槽的末端设置凸台，水平螺杆(104)由凸台穿入，连接在下平板(105)的后端面上。5.根据权利要求1或2所述的大试片弹性材料非线性拉伸态介电性能测量用便携装置，其特征在于，所述上平板(103)和下平板(105)的表面均设置有夹紧平板试样、防止平板试样发生平面移动的倒齿形突起。6.大试片弹性材料非线性拉伸态介电性能测量用便携装置，其特征在于，包括两组结构相同的夹具，每组夹具包括底座(106)，底座(106)上设置用于放置平板试样的下平板(105)，底座(106)上固定有用于与下平板(105)贴合压紧平板试样的上平板(103);下平板(105)设置于底座(106)上表面开设的凹槽中，并通过连接于下平板(105) —端的水平螺杆(104)驱动，并在凹槽中做一维运动；两组夹具的底座(106)相对设置，并通过螺杆固定连接；两组夹具的下平板(105)的端面贴合，平板试样放置于两下平板(105)的中部。
【专利摘要】本发明公开了一种大试片弹性材料非线性拉伸态介电性能测量用便携装置，包括底座，底座上设置用于放置平板试样的下平板，底座上固定有用于与下平板贴合压紧平板试样的上平板；下平板设置于底座上表面开设的凹槽中，并通过连接于下平板一端的水平螺杆驱动，并在凹槽中做一维运动。本发明通过夹具固定试样上下表面，并通过移动夹具，从而可以实现试样的非线性拉伸。现有测量装置只能测试试样在非拉伸状态下的性能或使用现有夹具对试样进行线性拉伸后对其介电性能(空间电荷特性、电阻率特性、介电特性等)进行测试，该装置对研究材料处于拉伸态或非线性拉伸态介电性能的变化机理具有重要的理论价值和进一步改进电缆附件设计结构具有重要的工程应用价值。本发明通过控制螺杆实现对拉伸长度的精确控制实现让同种试样的拉伸率可以连续变换。
【IPC分类】G01R31/12
【公开号】CN105067967
【申请号】CN201510420214
【发明人】王海田, 李文鹏, 张宇巍, 王陈诚, 王霞
【申请人】国网智能电网研究院, 西安交通大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月16日