[发明专利]一种多用途空间电荷测量用高压电极

说明书

技术领域

本发明属于使用电声脉冲法进行空间电荷测量技术领域，具体涉及一种多用途空间电荷测量用高压电极。

背景技术

绝缘介质作为电气、电子器件的关键组成部分，其电气、老化性能直接影响到设备运行的可靠性和寿命。研究表明，空间电荷是引起聚合物电老化的一个重要因素，能直观反映聚合物电老化程度、机构破坏、陷阱密度及其分布。特别是应用在辐射环境下的有机介质，高能射线会导致介质性能迅速退化和寿命缩短，进而影响到电气设备、运载工具的运行可靠性与寿命。太空环境中导致航天器介质带电的最首要辐射源是各种能量的电子，研究介质材料在高能电子辐照下的空间电荷分布，对于保证航天器的运行可靠性和寿命具有重要意义。

经过20多年发展，电声脉冲法(PEA)已被广泛应用于研究固体绝缘介质中空间电荷分布。但是用于电声脉冲法测量空间电荷的普通高压电极不能用于模拟空间环境进行电子束辐照情况下的空间电荷在线测量。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种多用途空间电荷测量用高压电极，本电极兼具一般空间电荷测量用以及模拟空间环境、进行电子束辐照情况下空间电荷在线测量用的多用途高压电极。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多用途空间电荷测量用高压电极，包括环形金属屏蔽壳2，部分设置在环形金属屏蔽壳2内并和环形金属屏蔽壳2固定的环形金属圆盘1，设置在环形金属屏蔽壳2内、环形金属圆盘1下端且和环形金属屏蔽壳2固定的环形绝缘树脂圆盘3，设置在环形绝缘树脂圆盘3下端并和环形绝缘树脂圆盘3固定的金属空心圆台5，设置在金属空心圆台5低端的空心帽盖结构6，所述金属空心圆台5的外侧一端设有套装在环形金属屏蔽壳2上的用于连接直流偏压的高压极接线柱4，另一端依次设有用于连接脉冲源的高压隔离电容8及脉冲接头7，所述脉冲接头7固定在环形金属屏蔽壳2上，所述环形金属圆盘1、环形金属屏蔽壳2、环形绝缘树脂圆盘3、金属空心圆台5以及空心帽盖结构6均同轴，环形金属圆盘1、环形金属屏蔽壳2、环形绝缘树脂圆盘3、金属空心圆台5中间开有同轴圆孔。

所述空心帽盖结构6配有铜质或铝制两种底帽。

所述环形金属圆盘1上端具有柱形圆孔，柱形圆孔下端为锥形圆孔且锥形圆孔从柱形圆孔向下内孔变大，所述环形绝缘树脂圆盘3和环形金属圆盘1相邻的一端具有阶梯状结构，阶梯状的突出部分伸入环形金属圆盘1的锥形圆孔中。

所述金属空心圆台5的上端为圆柱结构，下端为圆台结构。

在所述环形金属屏蔽壳2的外侧与高压极接线柱4、高压隔离电容8及脉冲接头7连线成90°夹角的位置安装有折角连接件9。

所述环形金属圆盘1和环形绝缘树脂圆盘3通过金属螺丝提供预紧力与环形金属屏蔽壳2固定。

所述金属空心圆台5和环形绝缘树脂圆盘3采用绝缘树脂胶接固定。

本发明和现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明多用途空间电荷测量用高压电极与普通的空间电荷测量电极有很大的不同，在金属空心圆台5底端安装铜质底帽时，此电极可以用作通常空间电荷测量用高压电极；在金属空心圆台5底端安装铝质底帽时，配合环形金属圆盘1、环形金属屏蔽壳2、绝缘树脂圆盘3、金属空心圆台5中间的圆孔设计，此电极可以用作模拟空间环境、进行电子束辐照情况下空间电荷在线测量用高压电极；由于安装铜质帽盖时，帽盖和金属空心圆台5构成一个整体，作为与试样直接接触的电极；安装铝制帽盖时，由于铝密度较小，在较小厚度时不会阻挡电子束，只是减低了电子能量，使用铝制帽盖，均衡了电子束能量密度，防止了高能电子透过或烧损试样。所以配备铜质、铝制两种帽盖，可以实现一般空间电荷测量和电子束辐照同时在线测量空间电荷这一目标。

2、绝缘树脂圆盘3的阶梯状结构，和高压极接线柱4外层的绝缘树脂，大大增加了电极高压部分与接地部分的爬电距离，提高了电极系统的击穿电压；

3、金属空心圆台5的上端圆柱、下端圆台结构，使本发明可以应用标准尺寸试样。

4、在环形金属屏蔽壳2的外侧安装有折角连接件9，以便于进行实验时高压电极与测量电极的固定及搬运方便；

本发明高压电极能够在仅更换金属空心圆台5底端空心帽盖的情况下完成两类实验，方便了实验的完成和两类实验结果的比对，电子束辐照下空间电荷在线测量电极的发明，为研究航天介质材料在模拟空间环境下在线测量空间电荷效应提供了方便。

附图说明

图1是本发明多用途高压电极的剖面装配示意图。