高压IGBT器件灌封用有机硅凝胶的沿面放电测试腔的制作方法

本发明涉及沿面放电测试领域，特别是涉及一种高压igbt器件灌封用有机硅凝胶的沿面放电测试腔。

背景技术：

有机硅凝胶在电、热、力方面均具有优异的性能，优于环氧树脂与聚氨酯，成为高压大功率igbt器件灌封用的首选材料，已成熟应用于6.5kv及6.5kv以下电压等级的焊接igbt模块中；但随着igbt模块电压等级的提升，碳化硅基igbt的研发，对有机硅凝胶的绝缘特性提出更高的要求，因此，对有机硅凝胶的测试腔也提出了更高的要求。

商用介电强度测试电极杯均依据iec-60270的测试标准，其结构非常固定，并且适用于固体材料的耐电能力测试，但没有考虑腔体密封性，导致密封性较低；且现有沿面放电测试腔的密封均采用胶粘的方法，这样下电极不可灵活变换，导致腔体内部绝缘材料受热不均。研究机构自制的绝缘材料沿面放电特性测试均为水平结构，在一个容器中引入电压，分别作用于绝缘材料的两端，绝缘材料较难固定，并且在测试时还需要在容器中倒入绝缘油，以避免电极发生放电时，绝缘材料难以定位的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高压igbt器件灌封用有机硅凝胶的沿面放电测试腔，以解决有机硅凝胶的沿面放电测试腔密封性低以及腔体内绝缘材料难以定位的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种高压igbt器件灌封用有机硅凝胶的沿面放电测试腔，包括：上电极横梁、上端盖、上电极、腔体以及下电极；

所述上电极横梁上设有攻丝通孔，所述上电极通过所述攻丝通孔与所述上电极横梁相连接；所述上电极横梁与所述上端盖固定连接；所述上端盖与所述腔体固定连接；

所述下电极与所述腔体的底部相连接；所述腔体的底部设有下电极定位孔以及腔体密封胶圈定位孔；所述下电极的底部设有下电极定位柱以及下电极密封胶圈固定孔；所述下电极定位孔与所述下电极定位柱相匹配，所述腔体密封胶圈定位孔与所述下电极密封胶圈固定孔相匹配；所述下电极的底部还设有胶圈槽；所述胶圈槽用于密封所述下电极以及所述腔体之间的空隙；所述下电极定位柱穿过所述下电极定位孔，所述腔体密封胶圈定位孔与所述下电极密封胶圈固定孔对准后，装入自攻丝螺钉，固定所述下电极与所述腔体；

所述上电极与所述下电极之间具有间距。

可选的，还包括：电极帽；

所述电极帽与所述上电极的上端凸出部位相匹配。

可选的，所述上电极的中部以及所述上电极横梁上均有攻丝位置；

所述上电极通过所述攻丝位置相对于所述上电极横梁上下移动。

可选的，所述上电极横梁的两端设有上电极横梁定位孔；所述上端盖的两端设有上端盖定位孔；

所述上电极横梁定位孔与所述上端盖定位孔相匹配。

可选的，所述腔体密封胶圈定位孔包括多个；

所述腔体密封胶圈定位孔均匀分布在所述下电极定位孔的周围。

可选的，所述下电极密封胶圈固定孔包括多个；

所述下电极密封胶圈固定孔均匀分布在所述下电极定位柱的周围。

可选的，还包括：下电极底座；

所述下电极底座上设有定位稍；所述定位稍与所述下电极定位柱相匹配。

可选的，所述下电极通过所述定位稍与所述下电极底座电气接触。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提出了一种高压igbt器件灌封用有机硅凝胶的沿面放电测试腔，通过在下电极内部嵌入密封胶圈，并与腔体紧密连接，实现了对腔体的密封；本发明通过攻丝通孔调整所述上电极的位置，实现腔体内的上电极与下电极之间间距的调整，从而可以固定不同大小的待测绝缘材料；同时，本发明还设置了下电极底座，从而通过下电极底座实现对腔体内部绝缘材料的均匀加热。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的高压igbt器件灌封用有机硅凝胶的沿面放电测试腔立体图；

图2为本发明所提供的高压igbt器件灌封用有机硅凝胶的沿面放电测试腔爆炸图；

图3为本发明所提供的上电极固定于上电极横梁上的分体图；

图4为本发明所提供的腔体内部结构示意图；

图5为本发明所提供的下电极底座结构示意图；

图6为本发明所提供的下电极的立体图；

图7为本发明所提供的下电极仰视图；

图8为本发明所提供的下电极正视图。

其中，(1)电极帽；(2)上端盖；(3)上电极横梁；(4)腔体；(5)下电极底座；(6)上电极；(7)上电极横梁定位孔；(8)下电极；(9)定位销；(10)下电极定位柱；(11)上端盖定位孔；(12)腔体密封胶圈固定孔；(13)下电极定位孔；(14)下电极底座接线孔；(15)下电极密封胶圈固定孔；(16)下电极定位孔；(17)胶圈槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种高压igbt器件灌封用有机硅凝胶的沿面放电测试腔，能够提高有机硅凝胶的沿面放电测试腔密封性以及精确定位腔体内绝缘材料。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图8所示，一种高压igbt器件灌封用有机硅凝胶的沿面放电测试腔，包括：上电极横梁3、上端盖2、上电极6、腔体4以及下电极8；所述上电极横梁3上设有攻丝通孔，所述上电极6通过所述攻丝通孔与所述上电极横梁3相连接；所述上电极横梁3与所述上端盖2固定连接；所述上端盖2与所述腔体4固定连接；所述下电极8与所述腔体4的底部相连接；所述腔体4的底部设有下电极定位孔13以及腔体密封胶圈定位孔12；所述下电极8的底部设有下电极定位柱10以及下电极密封胶圈固定孔15；所述下电极定位孔13与所述下电极定位柱10相匹配，所述下电极定位柱10上设有下电极定位柱定位孔16，所述下电极定位柱定位孔16与所述下电极定位孔13大小相同，且在同一垂直线上；所述腔体密封胶圈定位孔12与所述下电极密封胶圈固定孔15相匹配；所述下电极8的底部还设有胶圈槽17；所述胶圈槽17用于密封所述下电极8以及所述腔体4之间的空隙；所述下电极定位柱10穿过所述下电极定位孔13，所述腔体密封胶圈定位孔12与所述下电极密封胶圈固定孔15对准后，装入自攻丝螺钉，固定所述下电极8与所述腔体4；所述上电极6与所述下电极8之间具有间距。

本发明还包括电极帽1以及下电极底座5；所述电极帽与所述上电极6的上端凸出部位相匹配；所述下电极8底座上设有定位稍9；所述定位稍与所述下电极定位柱10相匹配；所述下电极8通过所述定位稍9与所述下电极8底座电气接触。

所述下电极底座5上还设有下电极底座接线孔14，所述下电极底座接线孔14用于连接所述下电极底座5以及外部电源线。

在实际应用中，所述上电极6的中部以及所述上电极横梁3上均有攻丝位置；所述上电极6通过所述攻丝位置相对于所述上电极横梁3上下移动。

在实际应用中，所述上电极横梁3的两端设有上电极横梁定位孔7；所述上端盖2的两端设有上端盖定位孔11；所述上电极横梁3定位孔与所述上端盖定位孔11相匹配。

在实际应用中，所述腔体密封胶圈定位孔12包括多个；所述腔体密封胶圈定位孔12均匀分布在所述下电极定位孔13的周围。

在实际应用中，所述下电极密封胶圈固定孔15包括多个；所述下电极密封胶圈固定孔15均匀分布在所述下电极定位柱10的周围。

腔体4与上电极横梁3配合，通过上电极横梁定位孔7和上端盖定位孔11，将两者连接固定，上电极6与上电极横梁3中间的攻丝通孔配合，同时上电极与横梁上均有攻丝位置，从而可以实现电极位置的灵活调节，上电极6上端凸出的部位与电极帽1配合，一方面可以方便外部电源的引入，另一方面，削弱了攻丝螺纹尖端处的局部高场。

下电极8与腔体4配合，在下电极8的胶圈槽17内放置密封胶圈，将下电极8的下电极定位柱10穿过腔体4的下电极定位孔13，腔体4的密封胶圈定位孔12与下电极8的下电极密封胶圈固定孔15对准后，装入m3自攻丝螺钉后，将下电极8与腔体4紧密配合，胶圈压紧实现密封功能。下电极定位柱10的下电极固定柱定位孔16与下电极底座5上的定位销9配合，从而固定腔体4，并实现下电极8与下电极底座5的电气接触。

上端盖2与腔体4配合，通过上端盖定位孔11固定，实现对腔体内部防尘的作用。

针对高压igbt器件灌封用有机硅凝胶材料的沿面放电测试，对比传统的测试方法和已有的局部放电、流注研究用的实验腔体，本方案提出的测试腔，既可以实现沿面放电特性的测试，也可以实验耐电强度和局部放电特性的测试，具有灵活可调的优势。电极更换方便，电极间距可调。以下依次说明本腔体设计的优点：

电极灵活可调：上电极6的形状可以灵活更换，既可以使用棒电极也可以使用针电极；上电极6与下电极8之间的间距可在3cm范围内灵活调节，通过上电极横梁3中间的螺纹孔与电极上的攻丝位置相配合。上电极与下电极之间具有间距时，可以测试其内部有机硅凝胶材料的体内耐电和局部放电特性；上电极与下电极之间放置固体介质时，将固态绝缘介质放置于下电极上，并通过上电极调节将上电极与固态绝缘介质相接触，从而将固态绝缘介质固定在上下电极之间，然后可以测试固态介质有机硅凝胶绝缘材料的沿面放电特性。

针对呈凝胶态的有机硅凝胶的测试，需要腔体内部密封，以填充绝缘介质。本技术提供的方案可以实现腔体的密封：下电极8上的胶圈槽17内放置胶圈，并通过螺钉与腔体紧固后，可以实现腔体的下电极处的密封，从而可以在腔体中灌注液体或胶体，并且各部件可灵活拆卸，从而便于去除腔体内充的硅凝胶，腔体可重复利用。此外，本发明可以通过下电极底座5对腔体内部材料进行均匀加热。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。