[发明专利]空间电荷测量用高耐压电极装置

说明书

本发明提出一种空间电荷测量用高耐压电极装置包括：接地金属板、高压金属电极、半导电层、绝缘支撑块、绝缘套管、导电杆、绝缘树脂封装件、接地金属屏蔽罩和上、下屏障盘。绝缘支撑块和高压金属电极位于填充绝缘树脂封装件的接地金属屏蔽罩内，高压金属电极位于绝缘支撑块下方并与绝缘支撑块相连；半导电层设置在高压金属电极下方且与高压金属电极相连；接地金属板设置在接地金属屏蔽罩下方；上下屏障盘在接地金属屏蔽罩内，下屏障盘在上屏障盘下方，下屏障盘在接地金属板上表面；绝缘套管从接地金属屏蔽罩侧面穿入并与高压金属电极上端部侧面相连，绝缘套管内贯穿与高压金属电极上端部侧面相连的导电杆。本发明能够提高高压电极的沿面闪络电压。

技术领域

本发明涉及固体电介质材料性能测试技术领域，特别涉及一种空间电荷测量用高耐压电极装置。

背景技术

固体电介质空间电荷测量技术的一个重要发展方向是小型化、高耐压。随着被测聚合物试样厚度的增加，为研究直流高场强下的空间电荷特性，需要不断提高外施电压的幅值。然而受限于空间电荷测量用高耐压电极装置的固定外型尺寸，高压电极与接地金属屏蔽罩，以及高压电极与被测试样表面就会发生沿面闪络放电，限制了厚试样测试的可能。目前空间电荷测量用高耐压电极装置提高沿面闪络电压的方案及其存在的问题如下：(1)扩大接地金属屏蔽罩的尺寸。但沿面闪络特性具有非线性特征，为了提高一倍的闪络电压，将导致接地金属屏蔽罩尺寸大幅扩大，增大模具加工的难度，并大幅提高制作成本；(2)扩大试样的直径。可以较好解决高压电极绕过试样表面对下电极发生闪络，但不能解决高压电极与接地金属屏蔽罩之间的放电问题，并且制作大直径且厚度均匀的试样，其制作工艺往往也是难点；(3)在试样与树脂间增加绝缘屏障。该方案的核心问题在于上屏障盘与固化绝缘树脂之间存在的界面，一方面如果上屏障盘为活动式，则其与固化树脂为物理接触，气密效果不佳，另一方面如果上屏障盘直接固化在绝缘树脂里，浇注时会在屏障盘背后、即树脂一侧存在气泡难以通过抽真空等方式消除，这些气泡在高电场下易发生局部放电，提前引发绝缘破坏。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种空间电荷测量用高耐压电极装置，该装置能够提高高压电极的沿面闪络电压。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种空间电荷测量用高耐压电极装置，包括：接地金属屏蔽罩，所述接地金属屏蔽罩内填充有绝缘树脂封装件；绝缘支撑块，所述绝缘支撑块位于所述接地金属屏蔽罩内；高压金属电极，所述高压金属电极设置在所述接地金属屏蔽罩内，所述高压金属电极位于所述绝缘支撑块的下方，且所述高压金属电极的一端与所述绝缘支撑块相连；半导电层，所述半导电层设置在所述高压金属电极下方且与所述高压金属电极的另一端相连；接地金属板，所述接地金属板设置在所述接地金属屏蔽罩的下方；设置在所述接地金属屏蔽罩内的上屏障盘和下屏障盘，所述下屏障盘位于所述上屏障盘的下方，所述下屏障盘置于所述接地金属板的上表面；绝缘套管，所述绝缘套管从所述接地金属屏蔽罩的侧面穿入并与高压金属电极的上端部相连，所述绝缘套管内贯穿有与所述高压金属电极的上端部相连的导电杆，其中，被测试样放置在所述接地金属板的上表面且正对所述半导电层。

在发明的一个实施例中，所述被测试样与所述接地金属板的接触位置滴入有硅油以消除气隙的影响。

在发明的一个实施例中，所述半导电层与所述高压金属电极紧密贴合以减少声波在所述被测试样的表面发生反射。

在发明的一个实施例中，所述绝缘套管为圆柱形绝缘套管。

在发明的一个实施例中，所述绝缘树脂封装件内部密封有高压电容和电阻。

在发明的一个实施例中，所述接地金属屏蔽罩由接地金属圆环和顶盖组成。

在发明的一个实施例中，所述接地金属圆环侧面具有圆孔，以供所述绝缘套管穿入。