一种纵向拉伸绝缘电介质电性能测量装置的制作方法

本实用新型涉及测量绝缘电介质样品耐电强度随电场方向上形变量变化规律的实验测量技术领域，尤其涉及一种纵向拉伸绝缘电介质电性能测量装置。

背景技术：

目前，高压直流电缆用绝缘材料的探索属于研究热点，特别随着纳米复合绝缘材料与化学改性绝缘材料的快速发展，对新型复合材料基础介电性能的研究变得越来越广泛深入。实验上，通过模拟电缆实际运行状态下绝缘电介质复合材料不同形变状态对其电导率或者直流击穿强度的影响具有重要的意义。然而，现存的绝缘电介质试样电导率或者直流击穿强度实验测量装置只能实现样品横截面方向上的拉伸或纵向上的压缩，不能够研究当样品在电场方向上发生拉伸变形时的介电性能变化特征。

如何解决上述技术问题为本实用新型面临的课题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够实现在上下电极的方向上的原样、拉伸过后的击穿场强的测量，克服了只能横向拉伸被测样品的局限的纵向拉伸绝缘电介质电性能测量装置。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种实现纵向拉伸绝缘电介质电性能实验测量装置，包括高压电源，支撑架，设置在所述支撑架上的固定座，自所述固定座下方设置与其配合的限位盘，其中，分别与所述支撑架，所述限位盘螺纹连接的旋转轴，位于所述限位盘下方，依次与所述旋转轴相连接的上电极部件，下电极部件，播动所述下电极部件的驱动组件。

所述上电极部件包括与所述限位盘底面环形内圆齿槽相扣合的上电极齿盘，设置在所述上电极齿盘中心处的导向套，将所述导向套与所述上电极齿盘相互连接，且周向布置的搭板，所述搭板上开设有插槽，所述导向套底面圆周上等间距开设若干个槽口，所述槽口内设置上电极接线柱，所述的每个上电极接线柱上连接一个上电极。

所述上电极部件还包括与所述搭板上的所述插槽相互插接的熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件，所述熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件由锥形套，连接在所述锥形套上的环形导向套，圆周等间距设置在所述环形导向套顶面的弹性支撑元件组成，所述弹性支撑元件包括等间距连接在所述环形导向套顶面的导向杆，套接在所述导向杆上的压簧。

所述熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件充斥在圆周设置的所述上电极、下电极的圆周内。

所述下电极部件包括连接在所述旋转轴上的中心连接套，圆周等间距设置在所述中心连接套外侧的若干个连接筋，设置在所述连接筋自由端部，且与所述中心连接套同心设置的中空锥形摩擦件，以及等间距设置在所述中心连接套顶面的若干个凸台，在所述每一个凸台上设置下电极接线柱,所述的每一个下电极接线柱上连接一个下电极。

所述上电极部件、下电极部件分别与所述旋转轴连接处为螺纹连接，通过旋转所述旋转轴顶部的旋转手轮，或者手执驱动组件的动力驱动杆沿所述旋转轴的轴线方向驱动下电极部件的中空锥形摩擦件与所述熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件的锥形套内侧面相互靠接，通过两者之间的摩擦力带动所述下电极部件沿所述旋转轴向所述上电极齿盘移动，进而实现自动调定上电极、下电极之间的距离，即所测绝缘电介质试样的厚度。

所述驱动组件由与所述中心连接套的环形嵌合槽相配合的环形连接套，沿所述环形连接套的径向方向设置的驱动掰柄，以及设置在所述驱动掰柄的自由端部，且与所述旋转轴的轴向平行设置的动力驱动杆构成。

所述中空锥形摩擦件的外侧面设有与所述熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件的所述锥形套内侧面相互靠接的橡胶摩擦层，所述熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件的所述锥形套内侧面设置摩擦层。

所述支撑架包括圆周布置在所述固定座外侧的竖直支撑柱，每两个相对应设置的所述竖直支撑柱顶部之间设有支撑杆，所述支撑杆之间呈十字交叉设置，所述支撑杆中间设有贯通所述旋转轴的螺纹孔，所述旋转轴的顶部设置旋转手轮。

所述固定座与所述限位盘为过盈配合。

所述上电极齿盘、所述中心连接套顶面的若干个凸台均为酚醛层压纸板，所述酚醛层压纸板为绝缘材料，有非常好的机械及绝缘性能，其机械强度高，且在实验中不会影响电极附近的电场分布。

所述旋转轴上设有刻度线，便于精确调控熔融绝缘电介质试样置于所述上电极和下电极之间的厚度。

所述高压电源的高压电极通过引线连接在所述上电极接线柱，所述下电极接线柱接地；所述下电极接线柱、上电极接线柱均为铜接线柱，防止电极接线柱在存放过程中氧化生锈，与高压源接触不良好。

所述上电极、下电极采用铜电极，其直径、厚度均相同，直径25mm、高度5mm，可以测量熔融绝缘电介质试样处于均匀电场下的受力情况，熔融绝缘电介质试样击穿时，采用铜电极可以提高电极的耐腐蚀能力。

所述实现纵向拉伸绝缘电介质电性能实验测量装置还包括将所述上电极部件，下电极部件罩住的中空状密封腔体，所述中空状密封腔体上设置进料口，所述进料口处安装有密封塞，通过气压将熔融绝缘电介质试样通过所述进料口抽进到中空状密封腔体中的熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件上，避免了存在有空气在中空状密封腔体内，减小了试验测量误差。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型还提供了一种采用纵向拉伸绝缘电介质电性能测量装置工作过程包括以下步骤：

步骤一：实验调定：通过手动旋转旋转轴上的旋转手轮，或者手执所述驱动组件的动力驱动杆沿所述旋转轴的轴线方向驱动下电极部件的中空锥形摩擦件与所述熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件的锥形套内侧面相互靠接，通过两者之间的摩擦力带动所述下电极部件沿所述旋转轴向所述上电极齿盘移动，进而实现自动调定所述上电极、所述下电极之间的距离，通过所述旋转轴上的刻度线进行设定；

步骤二：试样入室：将所要测定的熔融绝缘电介质试样通过抽真空的方式抽到中空状密封腔体内的熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件上，使得熔融绝缘电介质试样附着在所述支撑导向件上，静止冷却；

步骤三：拉伸试样：转动所述旋转轴上的旋转手轮，或者所述驱动组件的动力驱动杆沿所述旋转轴的轴线方向驱动下电极部件的中空锥形摩擦件与所述熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件的锥形套内侧面相互靠接，通过两者之间的摩擦力带动所述下电极部件沿所述旋转轴向所述上电极齿盘移动，进而实现自动调定所述上电极、所述下电极之间距离的微动，进而实现所述上电极、下电极之间的熔融绝缘电介质试样纵向的拉伸；

步骤四：施加电压：将所述高压电源的高压电极通过引线连接到所述上电极接线柱上，将所述下电极接线柱接地，打开高压电源开关，开始测试，并记录击穿时电压，通过熔融绝缘电介质试样厚度，计算出击穿场强，并记录。

所述步骤中的所述熔融绝缘电介质试样为聚乙烯。

本实用新型的有益效果为：本实用新型一种实现纵向拉伸绝缘电介质电性能实验测量装置通过对转动所述旋转轴上的旋转手轮，或者所述驱动组件的动力驱动杆沿所述旋转轴的轴线方向驱动下电极部件的中空锥形摩擦件与所述熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件的锥形套内侧面相互靠接，通过两者之间的摩擦力带动所述下电极部件沿所述旋转轴向所述上电极齿盘移动，进而实现自动调定所述上电极、所述下电极之间距离的调整，进而就是对熔融绝缘电介质试样拉伸厚度的调整，通过调节上电极、下电极之间距离来改变熔融绝缘电介质试样厚度；将熔融绝缘电介质试样利用抽真空的空气压差注入到支撑导向件上，熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件充斥在圆周设置的所述上电极、下电极的圆周内，上电极、下电极之间距离事先设定好，待熔融绝缘电介质试样冷却到常温进行测量，通过对转动所述旋转轴上的旋转手轮，或者所述驱动组件的动力驱动杆沿所述旋转轴的轴线方向驱动下电极部件的中空锥形摩擦件与所述熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件的锥形套内侧面相互靠接，通过两者之间的摩擦力带动所述下电极部件沿所述旋转轴向所述上电极齿盘移动，进而实现自动调定所述上电极、所述下电极之间距离的调整，进而就是对熔融绝缘电介质试样拉伸后的击穿场强；实现了在上电极、下电极的方向上的熔融绝缘电介质试样原样、拉伸过后的击穿场强的测量，突破了只能横向拉伸被测熔融绝缘电介质试样的局限，实现了熔融绝缘电介质试样拉伸及压力状态下模拟测量，测量精准。

附图说明

图1 为本实用新型实施例的整体结构示意图。

图2 为图1的主视图。

图3 为本实用新型实施例中固定座、限位盘、旋转轴、下电极部件、驱动组件以及旋转手轮的位置关系的结构示意图。

图4 为本实用新型实施例中限位盘、旋转轴以及旋转手轮的结构示意图。

图5 为本实用新型实施例中上电极部件的结构示意图。

图6 为本实用新型实施例中熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件的结构示意图。

图7 为本实用新型实施例中下电极部件的结构示意图。

图8为本实用新型实施例中支撑架与固定座之间位置关系的结构示意图。

图9 为本实用新型实施例中驱动组件的结构示意图。

其中，附图标记为：1、支撑架；2、固定座；3、限位盘；4、旋转轴；

5、上电极部件；50、上电极齿盘；51、导向套；52、搭板；53、熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件；

6、下电极部件；60、中心连接套；61、连接筋；62、中空锥形摩擦件；

7、驱动组件；70、环形连接套；71、驱动掰柄；72、动力驱动杆；

8、旋转手轮。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，以下结合附图来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

参见图1至图9，本实用新型实施例提供了一种实现纵向拉伸绝缘电介质电性能实验测量装置，具体为：一种实现纵向拉伸绝缘电介质电性能实验测量装置，包括高压电源，支撑架1，设置在支撑架1上的固定座2，自固定座2下方设置与其配合的限位盘3，其中，分别与支撑架1，限位盘3螺纹连接的旋转轴4，位于限位盘3下方，依次与旋转轴4相连接的上电极部件5，下电极部件6，播动下电极部件6的驱动组件7。

上电极部件5包括与限位盘3底面环形内圆齿槽相扣合的上电极齿盘50，设置在上电极齿盘50中心处的导向套51，将导向套51与上电极齿盘50相互连接，且周向布置的搭板52，搭板52上开设有插槽，导向套51底面圆周上等间距开设若干个槽口，槽口内设置上电极接线柱，的每个上电极接线柱上连接一个上电极。

上电极部件5还包括与搭板52上的插槽相互插接的熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件53，熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件53由锥形套，连接在锥形套上的环形导向套，圆周等间距设置在环形导向套顶面的弹性支撑元件组成，弹性支撑元件包括等间距连接在环形导向套顶面的导向杆，套接在导向杆上的压簧。

熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件53充斥在圆周设置的上电极、下电极的圆周内。

下电极部件6包括连接在旋转轴4上的中心连接套60，圆周等间距设置在中心连接套60外侧的若干个连接筋61，设置在连接筋61自由端部，且与中心连接套60同心设置的中空锥形摩擦件62，以及等间距设置在中心连接套60顶面的若干个凸台，在每一个凸台上设置下电极接线柱,的每一个下电极接线柱上连接一个下电极。

上电极部件5、下电极部件6分别与旋转轴4连接处为螺纹连接，通过旋转旋转轴4顶部的旋转手轮8，或者手执驱动组件7的动力驱动杆72沿旋转轴4的轴线方向驱动下电极部件6的中空锥形摩擦件62与熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件53的锥形套内侧面相互靠接，通过两者之间的摩擦力带动下电极部件6沿旋转轴4向上电极齿盘50移动，进而实现自动调定上电极、下电极之间的距离，即所测熔融绝缘电介质试样的厚度。

驱动组件7由与中心连接套60的环形嵌合槽相配合的环形连接套70，沿环形连接套70的径向方向设置的驱动掰柄71，以及设置在驱动掰柄71的自由端部，且与旋转轴4的轴向平行设置的动力驱动杆72构成。

中空锥形摩擦件62的外侧面设有与熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件53的锥形套内侧面相互靠接的橡胶摩擦层，熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件53的锥形套内侧面设置摩擦层。

支撑架1包括圆周布置在固定座2外侧的竖直支撑柱，每两个相对应设置的竖直支撑柱顶部之间设有支撑杆，支撑杆之间呈十字交叉设置，支撑杆中间设有贯通旋转轴4的螺纹孔，旋转轴4的顶部设置旋转手轮8。

固定座2与限位盘3为过盈配合。

上电极齿盘50、中心连接套60顶面的若干个凸台均为酚醛层压纸板，酚醛层压纸板为绝缘材料，有非常好的机械及绝缘性能，其机械强度高，且在实验中不会影响电极附近的电场分布。

旋转轴4上设有刻度线，便于精确调控熔融绝缘电介质试样置于上电极和下电极之间的厚度。

高压电源的高压电极通过引线连接在上电极接线柱，下电极接线柱接地；下电极接线柱、上电极接线柱均为铜接线柱，防止电极接线柱在存放过程中氧化生锈，与高压源接触不良好。

上电极、下电极采用铜电极，其直径、厚度均相同，直径25mm、高度5mm，可以测量熔融绝缘电介质试样处于均匀电场下的受力情况，熔融绝缘电介质试样击穿时，采用铜电极可以提高电极的耐腐蚀能力。

实现纵向拉伸绝缘电介质电性能实验测量装置还包括将上电极部件5，下电极部件6罩住的中空状密封腔体，中空状密封腔体上设置进料口，进料口处安装有密封塞，通过气压将熔融绝缘电介质试样通过进料口抽进到中空状密封腔体中的熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件53上，避免了存在有空气在中空状密封腔体内，减小了试验测量误差。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型还提供了一种采用纵向拉伸绝缘电介质电性能测量装置工作过程包括以下步骤：

步骤一：实验调定：通过手动旋转旋转轴4上的旋转手轮8，或者手执驱动组件7的动力驱动杆72沿旋转轴4的轴线方向驱动下电极部件6的中空锥形摩擦件62与熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件53的锥形套内侧面相互靠接，通过两者之间的摩擦力带动下电极部件6沿旋转轴4向上电极齿盘50移动，进而实现自动调定上电极、下电极之间的距离，通过旋转轴4上的刻度线进行设定；

步骤二：试样入室：将所要测定的熔融绝缘电介质试样通过抽真空的方式抽到中空状密封腔体内的熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件53上，使得熔融绝缘电介质试样附着在支撑导向件53上，静止冷却；

步骤三：拉伸试样：转动旋转轴4上的旋转手轮8，或者驱动组件7的动力驱动杆72沿旋转轴4的轴线方向驱动下电极部件6的中空锥形摩擦件62与熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件53的锥形套内侧面相互靠接，通过两者之间的摩擦力带动下电极部件6沿旋转轴4向上电极齿盘50移动，进而实现自动调定上电极、下电极之间距离的微动，进而实现上电极、下电极之间的熔融绝缘电介质试样纵向的拉伸；

步骤四：施加电压：将高压电源的高压电极通过引线连接到上电极接线柱上，将下电极接线柱接地，打开高压电源开关，开始测试，并记录击穿时电压，通过熔融绝缘电介质试样厚度，计算出击穿场强，并记录。

步骤中的熔融绝缘电介质试样为聚乙烯。

本实用新型在实际使用时：通过对转动旋转轴4上的旋转手轮8，或者驱动组件7的动力驱动杆72沿旋转轴4的轴线方向驱动下电极部件6的中空锥形摩擦件62与熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件53的锥形套内侧面相互靠接，通过两者之间的摩擦力带动下电极部件6沿旋转轴4向上电极齿盘50移动，进而实现自动调定上电极、下电极之间距离的调整，进而就是对熔融绝缘电介质试样拉伸厚度的调整，通过调节上电极、下电极之间距离来改变熔融绝缘电介质试样厚度；将熔融绝缘电介质试样利用抽真空的空气压差注入到支撑导向件53上，熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件53充斥在圆周设置的上电极、下电极的圆周内，上电极、下电极之间距离事先设定好，待熔融绝缘电介质试样冷却到常温进行测量，通过对转动旋转轴4上的旋转手轮8，或者驱动组件7的动力驱动杆72沿旋转轴4的轴线方向驱动下电极部件6的中空锥形摩擦件62与熔融绝缘电介质试样附着支撑导向件53的锥形套内侧面相互靠接，通过两者之间的摩擦力带动下电极部件6沿旋转轴4向上电极齿盘50移动，进而实现自动调定上电极、下电极之间距离的调整，进而就是对熔融绝缘电介质试样拉伸后的击穿场强；实现了在上电极、下电极的方向上的熔融绝缘电介质试样原样、拉伸过后的击穿场强的测量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。