一种高温超导绝缘材料闪络特性测试装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108241019A(43)申请公布日2018.07.03(21)申请号201810037078.9(22)申请日2018.01.15(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人王明洋杜伯学李进侯兆豪(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人刘玥(51)Int.Cl.G01N27/92(2006.01)G01R31/12(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种高温超导绝缘材料闪络特性测试装置及方法(57)摘要本发明公开了一种高温超导绝缘材料闪络特性测试装置及方法，包括第一电源、电极系统、加热片、低温杜瓦；所述电极系统包括设置在绝缘材料试样片上表面的柱电极和环电极，所述柱电极位于所述环电极内，并与所述第一电源相连接，所述环电极与地线相连接；所述加热片设置在两片绝缘材料试样片之间，所述加热片的两端分别连接至第二电源；所述低温杜瓦中盛放液氮，所述绝缘材料试样片、电极系统和加热片设置在所述低温杜瓦内并浸泡在液氮中。本发明可模拟高温超导绝缘材料实际应用工况下绝缘材料的闪络特性。CN108241019ACN108241019A权利要求书1/2页1.一种高温超导绝缘材料闪络特性测试装置，其特征在于，包括第一电源、电极系统、加热片、低温杜瓦；所述电极系统包括设置在绝缘材料试样片上表面的柱电极和环电极，所述柱电极位于所述环电极内，并与所述第一电源相连接，所述环电极与地线相连接；所述加热片设置在两片绝缘材料试样片之间，所述加热片的两端分别连接至第二电源；所述低温杜瓦中盛放液氮，所述绝缘材料试样片、电极系统和加热片设置在所述低温杜瓦内并浸泡在液氮中。2.根据权利要求1所述的一种高温超导绝缘材料闪络特性测试装置，其特征在于，所述绝缘材料试样片的尺寸为长50mm、宽50mm、厚度为0.5mm的正方形试样片，且实验前将绝缘材料试样片上下表面短路，并用无水乙醇擦拭后晾干，以排除材料内部残余电荷对实验结果的影响。3.根据权利要求1所述的一种高温超导绝缘材料闪络特性测试装置，其特征在于，所述第一电源为根据实验条件和要求不同选用的高压直流或交流电源。4.根据权利要求1所述的一种高温超导绝缘材料闪络特性测试装置，其特征在于，所述电极系统采用不锈钢制成；所述柱电极直径25mm、高15-25mm，所述环电极内径30mm、外径35-40mm、高15-25mm。5.根据权利要求1所述的一种高温超导绝缘材料闪络特性测试装置，其特征在于，所述加热片采用宽度为15mm的镍铬合金片；所述加热片在液氮环境下通电后的功率密度为6W/cm2。6.一种基于上述权利要求1至5任一项所述的一种高温超导绝缘材料闪络特性测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用模具热压制备实验所用绝缘材料试样片；(2)搭建实验平台，第一电源连接柱电极，环电极连接地线，加热片置于两片绝缘材料试样片之间，加热片连接第二电源，绝缘材料试样片、电极系统和加热片放入低温杜瓦，低温杜瓦中充满液氮；(3)分别在模拟正常工作条件下和模拟失超条件下进行重复加压实验，记录闪络前一瞬间的电压值；(4)对闪络电压数据进行处理，应用最小二乘法进行线性拟合，绘制威布尔分布概率图，分别计算模拟正常工作条件下和模拟失超条件下的闪络电压数据平均值和标准差，绘制散点图进行对比分析。7.根据权利要求6所述的一种高温超导绝缘材料闪络特性测试方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的绝缘材料试样片的尺寸为长50mm、宽50mm、厚度为0.5mm；所述的模具为不锈钢模具；所述的热压温度为100-190℃，热压压强为1.3-1.5MPa。8.根据权利要求6所述的一种高温超导绝缘材料闪络特性测试方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的模拟正常工作条件为加热片的供电回路开关断开，在模拟正常工作条件下进行重复加压实验的过程为：控制高压电源以0.3kV/s的速度进行加压，直到高压电极与地电极之间发生闪络，记录闪络发生前一瞬间的电压值并将电源输出归零；每组模拟正常工作条件下的加压实验重复十次，每两次闪络实验之间间隔60秒。9.根据权利要求6所述的一种高温超导绝缘材料闪络特性测试方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的模拟失超条件为加热片的供电回路开关闭合，在模拟失超条件下进行重复加2CN108241019A权利要求书2/2页压实验的过程为：绝缘材料试样片表面连续稳定有气泡产生后，控制高压电源以0.3kV/s的速度进行加压，直到高压电极与地电极之间发生闪络，记录闪络发生前一瞬间的电压值并将电源输出归零；每组模拟失超条件下的加压实验重复十次，每两次闪络实验之间间隔60秒。10.根据权利要求6所述的一种