【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及绝缘材料老化试验，尤其是一种用于固体绝缘材料的电热力多物理场老化装置与方法。
技术介绍
1、在特高压直流输电系统的换流阀厅中，电容器承担阻尼缓冲、电压支撑和辅助环流的重要作用，其绝缘特性直接关系到柔性直流换流阀的安全稳定运行。传统直流输电采用油浸箔式电容器滤波，其存在体积大、易渗油等缺点，且可能造成火灾和环境污染。而聚丙烯薄膜电容器因其优异的电气特性和超高的性价比得到广泛应用，金属化薄膜电容器由此诞生。聚合物材料在特定时期内发生的过程通常会导致材料的物理和化学结构以及特性发生变化，这些变化被称为老化。电容器的老化可分为电老化、热老化、电热老化、化学老化和物理老化，以及由电容器的特定几何形状引起的老化。为提高电容器的可靠性，有必要开展电容器材料老化特性研究，了解加速电容器元件退化、老化和失效的原因、机制和因素。
2、中国专利文献cn113075505a提出一种绝缘材料电热联合老化试验装置，装置中包括两块绝缘板，分别位于上部和下部；下绝缘板固定在旋转台上；平板接地电极安装在下绝缘板上；绝缘材料试样放置在平板接地电极上；圆柱电极放置在绝缘材料试样上方；绝缘轴通过轴承安装在上绝缘板上。高压套管外端引线与外部电压源相连，内端通过插头和插孔与绝缘轴连接，插孔通过高压引线穿过上绝缘板与高压电极相接。整个电极系统可以自由旋转，以确保良好的电气连接和均匀加热；但该技术方案中没有施力装置或设备，无法对固体绝缘材料的工况环境进行准确模拟；整个设备置于热老化箱内，会引起线材、固定绝缘件老化，可能会导致绝缘失效，从而导致设备故障
3、现有研究中对绝缘材料老化试验装置研究主要集中于施加电热应力，而少有考虑机械应力的影响，此外研究中施加热应力大多通过恒温箱进行，对设备绝缘水平提出了更高的要求，且价格昂贵，不易拆分，难以实现多种因素的综合老化。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种用于固体绝缘材料的电热力多物理场老化装置，以实现对固体绝缘材料在电热力场作用下单独或者联合老化，对固体绝缘材料的工况环境进行准确模拟，为研究绝缘材料的老化特性提供基础。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种用于固体绝缘材料的电热力多物理场老化装置，其包括底座、第一夹具、第二夹具、加热装置、拉伸装置、地电极和高压电极；
3、所述的第一夹具固定在底座上，所述的拉伸装置安装在底座上，所述的第二夹具连接在拉伸装置上，通过拉伸装置带动第二夹具纵向移动；
4、所述的高压电极通过绝缘板与底座相连，所述的地电极位于高压电极上方，所述的加热装置放置于地电极上表面。
5、本专利技术的电热力多物理场老化装置使用时，将样品的一边置于第一夹具中，另一边置于第二夹具中，利用拉伸装置对样品施加预设的拉力值；样品上、下表面分别与地电极和高压电极贴合。
6、进一步地，所述的拉伸装置包括固定平台和可相对于固定平台纵向滑动的拉伸台，所述的固定平台固定在底座上，所述拉伸台的侧壁设有位于高压电极和绝缘板同一侧的连接部，所述的第二夹具固定在连接部上；所述的加热装置、地电极、高压电极和绝缘板位于第一夹具与第二夹具之间。
7、更进一步地，所述的固定平台上设有一丝杠，拉伸台的底部通过一连接件与丝杠螺纹连接，通过丝杠的转动实现拉伸台在固定平台上的纵向滑动。
8、再进一步地，所述丝杠的尾部设有一旋转把手。
9、进一步地，所述的固定平台与拉伸台采用燕尾槽连接，也可以采用其他连接结构，实现拉伸台可相对于固定平台纵向滑动的目的即可。
10、进一步地，所述的固定平台与底座之间设有一拉力传感器，通过拉力传感器测量拉力，使施加给样品的拉力达到预设拉力。
11、进一步地，所述的第一夹具和第二夹具均包括上夹具和与上夹具配合使用的下夹具；第一夹具的下夹具固定在底座的横梁上，第一夹具的上夹具连接在底座的横梁上；第二夹具的下夹具固定在连接部上，第一夹具的上夹具连接在连接部上；所述上夹具的两侧各开有一用于调节其高度的腰形孔，上夹具的上方设有一固定在底座或连接部上的压板，该压板上设有纵向贯穿的螺丝孔，螺丝孔内放置螺丝，通过拧螺丝实现对上夹具的下压。
12、进一步地，所述上夹具的底部与下夹具的顶部采用齿槽配合的定位结构。
13、进一步地，所述的加热装置采用硅橡胶加热片结构，贴合于地电极上表面，并通过控制箱实现温度精确调节。
14、进一步地，所述绝缘板的两侧置于构成底座的纵向梁上的滑槽中，实现纵向移动；高压电极的下部嵌于绝缘板上的孔内，使两者固定，实现高压电极与绝缘板同步移动，所述的高压电极由电源提供直流电源。
15、本专利技术还提供一种适用于固体绝缘材料的电热力多物理场老化方法，采用上述的电热力多物理场老化装置，其步骤如下：
16、1)在高压电极上放置需要开展老化试验的样品，通过第一夹具和第二夹具分别夹紧样品的两侧，并将地电极置于样品上，再将加热装置放置于地电极上表面上；
17、2)根据试验需求，通过拉伸装置对样品施加预设拉力，固定拉伸装置上的旋转把手，保持拉力稳定；
18、3)由电源供电给高压电极，根据老化试验参数设定电源输出的电压，对样品施加预设直流电压；
19、4)电源输出电压稳定且无放电现象时，设定加热装置老化温度；
20、5)达到预设时间后取出样品，并完成老化试验。
21、由上述技术方案可知，本专利技术具有的有益效果为：第一，本专利技术可根据工况条件设定老化参数，实现对电压、温度、机械应力等的调整，确保模拟电热力多物理场工况环境的真实有效性；第二，本专利技术采用模块化设计，结构简单，组件易得，无需烘箱等结构，成本低廉，并可根据试验需求进行改装，实现不同应力的单独/耦合作用。
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1.一种用于固体绝缘材料的电热力多物理场老化装置，其特征在于，包括底座、第一夹具、第二夹具、加热装置、拉伸装置、地电极和高压电极；
2.根据权利要求1所述的电热力多物理场老化装置，其特征在于，所述的拉伸装置包括固定平台和可相对于固定平台纵向滑动的拉伸台，所述的固定平台固定在底座上，所述拉伸台的侧壁设有位于高压电极和绝缘板同一侧的连接部，所述的第二夹具固定在连接部上；所述的加热装置、地电极、高压电极和绝缘板位于第一夹具与第二夹具之间。
3.根据权利要求2所述的电热力多物理场老化装置，其特征在于，所述的固定平台上设有一丝杠，拉伸台的底部通过一连接件与丝杠螺纹连接，通过丝杠的转动实现拉伸台在固定平台上的纵向滑动。
4.根据权利要求3所述的电热力多物理场老化装置，其特征在于，所述丝杠的尾部设有一旋转把手。
5.根据权利要求2所述的电热力多物理场老化装置，其特征在于，所述的固定平台与拉伸台采用燕尾槽连接。
6.根据权利要求2所述的电热力多物理场老化装置，其特征在于，所述的固定平台与底座之间设有一拉力传感器。
7.根据权
8.根据权利要求1所述的电热力多物理场老化装置，其特征在于，所述的加热装置采用硅橡胶加热片结构，贴合于地电极上表面，并通过控制箱实现温度调节。
9.根据权利要求1所述的电热力多物理场老化装置，其特征在于，所述绝缘板的两侧置于构成底座的纵向梁上的滑槽中，实现纵向移动；高压电极的下部嵌于绝缘板上的孔内，实现高压电极与绝缘板同步移动，所述的高压电极由电源提供直流电源。
10.一种用于固体绝缘材料的电热力多物理场老化方法，采用权利要求1-9任一项所述的电热力多物理场老化装置，其特征在于，步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种用于固体绝缘材料的电热力多物理场老化装置，其特征在于，包括底座、第一夹具、第二夹具、加热装置、拉伸装置、地电极和高压电极；
2.根据权利要求1所述的电热力多物理场老化装置，其特征在于，所述的拉伸装置包括固定平台和可相对于固定平台纵向滑动的拉伸台，所述的固定平台固定在底座上，所述拉伸台的侧壁设有位于高压电极和绝缘板同一侧的连接部，所述的第二夹具固定在连接部上；所述的加热装置、地电极、高压电极和绝缘板位于第一夹具与第二夹具之间。
3.根据权利要求2所述的电热力多物理场老化装置，其特征在于，所述的固定平台上设有一丝杠，拉伸台的底部通过一连接件与丝杠螺纹连接，通过丝杠的转动实现拉伸台在固定平台上的纵向滑动。
4.根据权利要求3所述的电热力多物理场老化装置，其特征在于，所述丝杠的尾部设有一旋转把手。
5.根据权利要求2所述的电热力多物理场老化装置，其特征在于，所述的固定平台与拉伸台采用燕尾槽连接。
6.根据权利要求2所述的电热力多物理场老化装置，其特征在于，所述的固定平台与底座之间设有一拉力传感器。
【专利技术属性】
技术研发人员：陈向荣，宋家乐，张添胤，洪泽林，阴凯，刘嘉浩，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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