一种用于测量压力对绝缘材料电击穿强度影响的电极结构的制作方法

本实用新型涉及一种用于测量电击穿强度的电极结构。

背景技术：

随着国民经济的不断发展，电力系统有了连接大陆与孤立海岛的需求，即需要应用海缆给孤立海岛供电。海缆敷设于海底，我国部分海域海底深度达到3000m以上，海底水压巨大，在这样的压力下，绝缘材料将承担较大的压力。在如此高的压力作用下，绝缘材料的电击穿性能会发生变化；现有技术通常将待测试绝缘材料压制成平板试样，在试样上下两侧放置球-球金属电极，然后将它们一起放置在压力罐中，然后向压力罐中充入高压氮气，然后进行击穿试验。该种方法虽然可以获得准确的结果，但是试验难度较大，压力罐及配套的充气加压装置造价昂贵，每进行一次试验就要对压力罐放气，重新放置新的试样，花费较高。且试样击穿后，会造成金属电极的表面损伤，必须对金属电极进行重新打磨，费时费力。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有的测量压力对绝缘材料电击穿强度影响的方法和装置价格昂贵、氮气消耗量大、试验过程复杂、实验用电极易损伤的问题，提出一种用于测量压力对绝缘材料电击穿强度影响的电极结构。

本实用新型用于测量压力对绝缘材料电击穿强度影响的电极结构，该电极结构由两个平板电极、上压板、下压板、上部聚脂薄膜和下部聚脂薄膜构成；

所述平板电极由绝缘板、半导电屏蔽体、金属接线柱构成；所述绝缘板中心设置有贯通上下表面的圆柱孔，绝缘板上还设置有贯通上下表面的条形缺口，条形缺口一端与圆柱孔连通，条形缺口另一端延伸至绝缘板的侧边；金属接线柱的一端设置于圆柱孔的中心，金属接线柱的另一端穿过条形缺口探出至绝缘板的侧边的外部形成接线端；所述半导电屏蔽体填充在圆柱孔和条形缺口内部；

所述上部聚脂薄膜设置于上压板下表面，两个平板电极中其中一个平板电极设置于上部聚脂薄膜下表面；下部聚脂薄膜设置于下压板上表面，两个平板电极中另一个平板电极设置于下部聚脂薄膜上表面；

所述两个平板电极的接线端反向设置；

所述绝缘板为低密度聚乙烯，主要起绝缘作用，防止沿面放电的发生；所述半导电屏蔽体的电阻率为0.1Ω·m；所述金属接线柱用于连接高电位或地电位；

所述绝缘板的尺寸为10cm×10cm×0.1cm；

所述绝缘板中心设置的贯通上下表面的圆柱孔的孔径为2cm；

上述电极结构的使用方法为：

获取与平板电极截面尺寸相同的待测样品A并安装在两个平板电极之间，两个平板电极的接线端分别连接地线和高电位作为地电极和高压极，然后通过上压板和下压板向两个平板电极和待测样品A施加实验所需压力，同时向接线端通入实验所需电压即可以进行实验；

本实用新型具备以下有益效果：

1、本实用新型提出了一种新型的电极结构，应用该结构的电极，可以将击穿试验直接在实验室中常见的平板压片机上进行，试验简便快捷，无需压力罐及充气加压装置等昂贵设备，也无需准备氮气等较为昂贵的耗材，并且电极的修复十分简便；

2、本实用新型中所述半导电屏蔽体的电阻率为0.1Ω·m，用于击穿试验的绝缘材料的电阻率通常为10¹⁴Ω·m以上，因此半导电屏蔽体的电阻与绝缘材料的电阻率相比可忽略不计，可满足试验的要求；

3、应用本实用新型的电极结构和传统的充高压氮气的试验方式相对比进行实验，实验结果表明，本实用新型的电极结构所得到的击穿场强与统的充高压氮气的试验方式得到的实验结果数据误差在1％以内，因此本实用新型的电极结构可以获得准确的试验数据；

4、本实用新型的平板电极在实验过程中受到试样击穿造成的损伤，只需将该平板电极置于120℃的温度下并施加1Mpa压力并保压3分钟即可自动恢复损伤点，原理是半导电屏蔽体在120℃的温度下达到熔点，然后在压力下会自动修复缺陷，避免了现有的金属电极的抛光处理。

附图说明：

图1为本实用新型测量压力对绝缘材料电击穿强度影响的电极结构示意图；

图2为本实用新型结构中平板电极的结构示意图，其中A为待测样品。

具体实施方式：

本实用新型技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意合理组合。

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式用于测量压力对绝缘材料电击穿强度影响的电极结构，该电极结构由两个平板电极1、上压板2、下压板5、上部聚脂薄膜3和下部聚脂薄膜4构成；

所述平板电极1由绝缘板11、半导电屏蔽体12、金属接线柱13构成；所述绝缘板11中心设置有贯通上下表面的圆柱孔，绝缘板11上还设置有贯通上下表面的条形缺口，条形缺口一端与圆柱孔连通，条形缺口另一端延伸至绝缘板11的侧边；金属接线柱13的一端设置于圆柱孔的中心，金属接线柱13的另一端穿过条形缺口探出至绝缘板11的侧边的外部形成接线端14；所述半导电屏蔽体12填充在圆柱孔和条形缺口内部；

所述上部聚脂薄膜3设置于上压板2下表面，两个平板电极1中其中一个平板电极1设置于上部聚脂薄膜3下表面；下部聚脂薄膜4设置于下压板8上表面，两个平板电极1中另一个平板电极1设置于下部聚脂薄膜4上表面；

所述两个平板电极1的接线端14反向设置。

本实施方式具备以下有益效果：

1、本实施方式提出了一种新型的电极结构，应用该结构的电极，可以将击穿试验直接在实验室中常见的平板压片机上进行，试验简便快捷，无需压力罐及充气加压装置等昂贵设备，也无需准备氮气等较为昂贵的耗材，并且电极的修复十分简便；

2、本实施方式中所述半导电屏蔽体2的电阻率为0.1Ω·m，用于击穿试验的绝缘材料的电阻率通常为10¹⁴Ω·m以上，因此半导电屏蔽体2的电阻与绝缘材料的电阻率相比可忽略不计，可满足试验的要求；

3、应用本实施方式的电极结构和传统的充高压氮气的试验方式相对比进行实验，实验结果表明，本实施方式的电极结构所得到的击穿场强与统的充高压氮气的试验方式得到的实验结果数据误差在1％以内，因此本实施方式的电极结构可以获得准确的试验数据；

4、本实施方式的平板电极1在实验过程中受到试样击穿造成的损伤，只需将该平板电极1置于120℃的温度下并施加1Mpa压力并保压3分钟即可自动恢复损伤点，原理是半导电屏蔽体12在120℃的温度下达到熔点，然后在压力下会自动修复缺陷，避免了现有的金属电极的抛光处理。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述半导电屏蔽体12的电阻率为0.1Ω·m。其他步骤和参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述金属接线柱13用于连接高电位或地电位。其他步骤和参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述绝缘板11的尺寸为10cm×10cm×0.1cm。其他步骤和参数与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述绝缘板11中心设置的贯通上下表面的圆柱孔的孔径为2cm。其他步骤和参数与具体实施方式一至四之一相同。