空间电荷测量用高耐压电极装置的制造方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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:(I)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】
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]在发明的一个实施例中，所述绝缘套管为圆柱形绝缘套管。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]在发明的一个实施例中，所述顶盖上具有凹槽，用于固定所述空间电荷测量用高耐压电极装置。
[0013]在发明的一个实施例中，所述上屏障盘具有凹凸结构，所述下屏障盘具有与所述上屏障盘的凹凸结构相适配的凸凹结构，以使所述上屏障盘和所述下屏障盘相互咬合。
[0014]在发明的一个实施例中，所述上屏障盘包括镂空的凹凸结构，无实心圆盘，随顶部的十字绝缘固定条嵌于绝缘树脂，其中，所述十字绝缘固定条在所述接地金属屏蔽罩浇注所述绝缘树脂时，定位于所述接地金属屏蔽罩内壁铣刨并浸没入所述绝缘树脂。本发明实施例的空间电荷测量用高耐压电极装置大幅提高电极与屏蔽罩之间的闪络电压，使得装置的测试电压、试样厚度上限和试样面积下限在保持装置尺寸不变的情况下有效拓展。
[0015]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0016]本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0017]图1为根据本发明实施例的空间电荷测量用高耐压电极装置100的结构示意图；
[0018]图2a为根据本发明实施例的上屏障盘110的俯视图；
[0019]图2b为根据本发明实施例的上、下屏障盘的剖面图。
【具体实施方式】
[0020]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0021 ]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0022]流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0023]图1为根据本发明实施例的空间电荷测量用高耐压电极装置100的结构示意图
[0024]如图1所示，空间电荷测量用高耐压电极装置100包括:接地金属屏蔽罩11、绝缘支撑块102、高压金属电极103、绝缘树脂封装件104、半导电层105、被测试样106、接地金属板107、绝缘套管108、导电杆109、上屏障盘110和下屏障盘111。
[0025]具体地，接地金属屏蔽罩101内填充有绝缘树脂封装件104;绝缘支撑块102位于接地金属屏蔽罩101内；高压金属电极103设置在接地金属屏蔽罩101内，高压金属电极103位于绝缘支撑块102的下方且高压金属电极103的一端与绝缘支撑块102相连;半导电层105设置在高压金属电极103下方且与高压金属电极103的另一端相连;接地金属板107设置在金属屏蔽罩101的下方;设置在接地金属屏蔽罩101内的上屏障盘110和下屏障盘111，下屏障盘111位于上屏障盘110的下方，下屏障盘111置于接地金属板107的上表面上;绝缘套管108从接地金属屏蔽罩101的侧面穿入并与高压金属电极103的上端部相连，绝缘套管108内贯穿有与高压金属电极103的上端部相连的导电杆109，其中，被测试样106放置接地金属板107的上表面上且正对半导电层105。
[0026]在本发明的一个实施例中，被测试样106与接地金属板107的接触位置滴入有硅油以消除气隙的影响。
[0027]在本发明的一个实施例中，半导电层105与高压金属电极103紧密贴合以减少声波在被测试样106的表面发生反射。
[0028]在本发明的一个实施例中，绝缘套管108为圆柱形绝缘套管。<