电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样及其制备方法与流程

1.本发明涉及电缆绝缘材料性能测试技术领域，特别是涉及一种电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样及其制备方法。

背景技术：

2.近年来，电缆设备制造业随输电行业迅速发展，如何高效、高质量地完成长距离中高压输电线路工程对电缆生产工艺提出了更高的要求。通过屏蔽-绝缘-屏蔽三层共挤出交联工艺生产的成品电缆质量高，并且生产方法高效，操作方法简单，设备易于维护，因而该生产工艺得到广泛应用。
3.为更好地改进电缆的三层共挤生产工艺，在电缆材料研究中，应当更加重视绝缘-屏蔽的匹配性问题，对绝缘层本身的性能测试也应考虑与之匹配的屏蔽造成的影响。由于半导电屏蔽层作为高压电缆中的重要组成部分，对电缆的实际运行情况具有决定性的作用，因此，在评价电缆绝缘性能时，仅对纯绝缘层进行电气性能研究较为片面，没有综合考虑电缆绝缘-屏蔽界面匹配性能。
4.屏蔽-绝缘-屏蔽三层结构试样为屏蔽层-绝缘层-屏蔽层的层叠结构，其中屏蔽与绝缘试样为同心圆。该结构可以较好地模拟三层共挤出电缆的屏蔽-绝缘-屏蔽层，相比普通绝缘试样或屏蔽、绝缘试样的简单堆叠，在该试样上进行工频交流击穿实验、直流击穿实验、pea空间电荷测试实验、高场强电导测试实验等电气实验，得到的数据将更贴合实际，更具有参考价值。此外，该种试样也可进行剥离强度实验、绝缘与屏蔽的交界面表面光滑度检测实验、高低温循环后绝缘-屏蔽界面结合稳定性测试等匹配性实验。
5.然而，由于屏蔽材料具有半导电性，在一片三层结构试样上只能进行一次交流或直流击穿实验，而制备一片三层结构试样本就较为繁琐，导致完成一种绝缘或屏蔽材料的击穿实验需要花费大量的时间与材料，实验效率极低。此外，击穿实验需要多次测试结果，不同试样的制备过程存在差异会增加实验误差。

技术实现要素：

6.基于此，有必要提供一种电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样及其制备方法，以提高实验效率、减少实验误差。
7.一种电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样，包括绝缘圆片和多个屏蔽圆片；所述绝缘圆片的两侧分别嵌设有多个所述屏蔽圆片，所述绝缘圆片两侧的所述屏蔽圆片位置一一对应，位于所述绝缘圆片同一侧的多个屏蔽圆片间隔设置。
8.在其中一个实施例中，位于所述绝缘圆片两侧且位置对应的两个所述屏蔽圆片同轴设置。
9.在其中一个实施例中，位于所述绝缘圆片两侧且位置对应的两个所述屏蔽圆片尺寸一致。
10.在其中一个实施例中，所述绝缘圆片的直径为110-200mm，厚度为0.1-1.5mm；所述
屏蔽圆片的直径为15-50mm，厚度为0.02-0.5mm。
11.在其中一个实施例中，所述屏蔽圆片的边缘距离所述绝缘圆片的边缘不小于20mm。
12.在其中一个实施例中，位于所述绝缘圆片同一侧的多个屏蔽圆片之间的距离不小于30mm。
13.在其中一个实施例中，所述屏蔽圆片的边缘为圆角结构。
14.在其中一个实施例中，所述圆角结构的半径为所述屏蔽圆片的厚度的90％～110％。
15.上述任一实施例所述的电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样的制备方法，包括以下步骤：
16.制备绝缘圆片和多个屏蔽圆片；
17.根据电极、所述绝缘圆片和所述屏蔽圆片的相对介电常数，通过电场仿真计算确定所述绝缘圆片和所述屏蔽圆片的尺寸以及多个所述屏蔽圆片在所述绝缘圆片上的设置位置；
18.将多个所述屏蔽圆片按照所述设置位置设置在所述绝缘圆片上，进行热压处理，即得。
19.在其中一个实施例中，所述绝缘圆片和所述屏蔽圆片通过平板热压法制备。
20.与传统方案相比，上述电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样具有以下有益效果：
21.上述测试试样在绝缘圆片的两侧分别嵌设多个屏蔽圆片，绝缘圆片两侧的屏蔽圆片位置一一对应，如此，在一个测试试样是形成有多个屏蔽层-绝缘层-屏蔽层的三明治叠层结构，一个测试试样可以进行多组平行试验，并且，位于绝缘圆片同一侧的多个屏蔽圆片间隔设置，能够减少试验时沿面闪络的发生，避免滑闪电弧损坏相邻的屏蔽圆片。上述测试试样在保证实验顺利进行以及不损坏实验设备的情况下，大大提高了击穿实验的效率，并且减少试样制备过程的差异导致的实验误差。
附图说明
22.图1为一实施例的电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样的俯视图；
23.图2为一实施例的电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样的剖视图；
24.图3中(a)为屏蔽圆片的边缘设计为直角结构时测试试样内部的电场分布图，图3中(b)为屏蔽圆片的边缘设计为圆角结构时测试试样内部的电场分布图；
25.图4为实施例1中球型电极与测试试样表面接触区域附近的电场分布情况及电场模大小示意图；
26.图5为实施例2中球型电极与测试试样表面接触区域附近的电场分布情况及电场模大小示意图。
具体实施方式
27.为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使
对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
28.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
29.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
30.本发明提供一种电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样。
31.请参考图1和图2所示，本发明一实施例的测试试样100包括绝缘圆片110和多个屏蔽圆片120。绝缘圆片110的两侧分别嵌设有多个屏蔽圆片120，位于绝缘圆片110同一侧的多个屏蔽圆片120间隔设置，绝缘圆片110两侧的屏蔽圆片120位置一一对应。
32.上述测试试样100在绝缘圆片110的两侧分别嵌设多个屏蔽圆片120，绝缘圆片110两侧的屏蔽圆片120位置一一对应，如此，在一个测试试样100是形成有多个屏蔽层-绝缘层-屏蔽层的三明治叠层结构，一个测试试样100可以进行多组平行试验，并且，位于绝缘圆片110同一侧的多个屏蔽圆片120间隔设置，能够减少试验时沿面闪络的发生，避免滑闪电弧损坏相邻的屏蔽圆片120。上述测试试样100在保证实验顺利进行以及不损坏实验设备的情况下，大大提高了击穿实验的效率，并且减少试样制备过程的差异导致的实验误差。
33.绝缘圆片110的材质可选择电缆领域使用的绝缘材料，如交联聚乙烯，屏蔽圆片120的材质可选择交联聚乙烯电缆用屏蔽材料。
34.绝缘圆片110两侧的屏蔽圆片120的数量相同，一一对应，相对设置，如此，在一个测试试样100是形成有多个屏蔽层-绝缘层-屏蔽层的三明治叠层结构。例如，绝缘圆片110每一侧上屏蔽圆片120的数量为2～10个。
35.在其中一个示例中，位于绝缘圆片110两侧且位置对应的两个屏蔽圆片120同轴设置。
36.在其中一个示例中，位于绝缘圆片110两侧且位置对应的两个屏蔽圆片120尺寸一致。
37.在其中一个示例中，测试试样100上所有的屏蔽圆片120尺寸一致，并且位于绝缘圆片110两侧且位置对应的两个屏蔽圆片120同轴设置。
38.在其中一个示例中，位于绝缘圆片110同一侧的多个屏蔽圆片120的圆心与该绝缘圆片110的圆心之间的距离相同。也就是说，多个屏蔽圆片120的圆心位于一个与绝缘圆片110同圆心的圆上。进一步地，多个屏蔽圆片120均匀分布。
39.在图1所示的具体示例中，测试试样100在绝缘圆片110的两侧分别设有三个屏蔽圆片120，三个屏蔽圆片120的圆心与该绝缘圆片110的圆心之间的距离相同，并且，三个屏蔽圆片120均匀分布。
40.在其他示例中，屏蔽圆片120在绝缘圆片110上的排布方式并不局限于上述方式。
41.在交流击穿实验中，若使用球球电极或柱柱电极，测试试样的几何模型的对称性会使电场同样具有对称性，因此电场线几乎都是垂直于试样表面的，可不考虑沿面放电问
题。若使用球柱电极，则需要考虑到不均匀电场导致的绝缘圆片沿面放电问题，为解决该问题，需要对屏蔽圆片与屏蔽圆片之间合适的距离、屏蔽圆片边缘与绝缘圆片边缘之间合适的距离进行仿真与计算。
42.沿面闪络现象是指绝缘物表面因表面附着大量污物或绝缘下降而形成的导电通道产生的放电现象。
43.在直流电压下，几乎不会出现沿面闪络现象。在条件满足时，直流电压在加上或撤去的瞬间则可能发生沿面闪络。而本发明所适用的击穿实验一般是在试样上逐渐加压，因此不会发生该种现象。
44.沿面闪络现象一般常见于工频交流电压下，在工频交流外施电压足够时，沿面放电现象一般由电晕放电开始，随着电压的增加产生刷状放电与滑闪放电。出现滑闪放电后，放电通道伏安特性开始下降，电压只需少量增加即可维持放电。当滑闪放电通道到达另一端电极时，即形成沿面闪络现象。因此，一般可将滑闪起始电压作为沿面闪络现象的临界电压。
45.当固体电介质处于极不均匀电场下时，若电场强度垂直于介质表面的分量大于平行于介质表面的分量，其电场垂直分量与切线分量的共同作用使得放电通路与另一电极之间的表面比电容构成通路。因此，滑闪放电现象与表面比电容和升压速率有关。在本发明所述场景中，油中沿面放电现象与绝缘油中杂质的多少、固液介电常数的差异等多种因素相关。
46.一般而言，试样的交流击穿电压、油耐电压等会小于直流场下对应的电压，因此以下讨论默认为在直流电场下的情况。常温下，在均匀电场中，变压器油或硅油的临界耐受场强为18-22kv/mm，在高温条件下(60-90℃)时，临界耐受场强会略微下降至16-20kv/mm；而在不均匀或极不均匀电场中，由于电场分布不均，电场畸变，作用在介质上的场强改变，从而使得其击穿电压会比匀强场中偏小。故在相应的不均匀电场中，绝缘油便可能会失去绝缘性能，导致试样区外击穿，以此可作为仿真结果中油耐最大场强的参考值。
47.在本发明中，为防止绝缘油被击穿导致的油中沿面放电，需在考虑油耐临界场强、试样尺寸的同时，为试样与边缘预留足够的空间，故利用仿真建模计算击穿实验时试样内部与表面的场强分布情况。
48.仿真建模采用能够解决实际工程问题的电磁场专用仿真软件，例如comsol、ansys等。
49.仿真建模采用专业物理场仿真软件，选择静电场稳态求解方式。以comsol软件为例，仅研究球型电极在其中一个三角形顶点处试样加压时的情况，按以下步骤进行二维建模。
50.步骤1，选定物理场后，根据试样材质与绝缘油的种类，分别输入相对介电常数等参数。
51.步骤2，若选择建立二维模型，则以垂直于绝缘圆片的底面的切面进行建模，该切面经过任意两片屏蔽圆片的圆心。若选择建立三维模型，可利用试样的对称性建立半模型或等分模型。
52.步骤3，定义模型域。划分出绝缘域、屏蔽域、环境域等区域。
53.步骤4，将电极边界设为终端，选择接地边界，终端设置电压大小。
54.步骤5，将各模型域输入其材料对应的相对介电常数等参数。
55.步骤6，根据精度的需要划分网格。可以理解，最大网格长度越小，得出的结果越符合实际，但所需的计算时间也越长。
56.步骤7，进行仿真计算。调用所需的结果参数画出等势线或流线。
57.从以上述方法建模的仿真结果来看，场强最大的位置总是集中在两个位置，分别为屏蔽圆片与绝缘圆片的交界点以及球型电极与试样表面的接触点。
58.前者的高场强仅集中在一点处，且场强一般无法达到滑闪起始场强。后者在接触点处可能会造成极小范围的绝缘油失去绝缘性能，但是电场模在沿着试样表面离开接触点后迅速下降，由于电极与可视作导体的屏蔽试样中心直接接触，且试样的设计预留了足够的安全距离，故该小范围的高场强击穿不会对周围的绝缘层造成影响。若增大屏蔽圆片的直径，该高场强区域则会逐渐减小。从沿面放电的角度看，通电试验时的试样处于有强垂直分量的不均匀电场中，接触点周围小部分绝缘油可能会出现电晕放电。若电压持续升高，电晕放电将逐渐转化为辉光放电，试样表面出现平行的细线状电火花。继续增加电压，放电性质改变为滑闪放电，闪络将在电压超过某一值时到达另一电极，发生沿面闪络现象。因此，在设计试样时，应保证试验区厚度足够薄、边缘安全距离足够长，使得击穿电压远小于沿面闪络电压。若相邻的屏蔽圆片之间距离不够，可能导致滑闪电弧损坏相邻的屏蔽圆片。因此，相邻的屏蔽圆片之间也应具有足够的安全距离。
59.以一个示例的测试试样为例，其中绝缘圆片的直径r1为110mm-200mm，厚度d1为0.1mm-1.5mm。屏蔽圆片r2的直径为15mm-50mm，厚度d2为0.02mm-0.5mm。通过建模仿真计算，屏蔽圆片的边缘与绝缘圆片的边缘的距离应不小于20mm，例如距离为20mm-40mm。位于绝缘圆片同一侧的多个屏蔽圆片之间的距离应不小于30mm，例如距离为30mm-50mm。也就是说，屏蔽圆片的边缘与位于同一侧的其他任一屏蔽圆片的边缘之间的距离不小于30mm。
60.此外，通过改变试样的尺寸与规格，上述测试试样也可以用于测试沿面闪络电压，因此本发明同样可通过合理设计试样规格来进行沿面放电电压的测试。
61.另外一方面，为了防止沿面闪络现象，屏蔽圆片的边缘设计为圆角结构。由于电场的均匀程度也会影响滑闪电压及试样的击穿电压，而屏蔽圆片边缘的直角尖端会引起电场畸变，造成击穿的烧蚀通道总是分布在直角边缘处，且从各自上下界面处的薄弱处发展，为克服该问题，本示例中通过将屏蔽圆片的边缘设计为圆角结构，消除奇点，使沿面场强、试样内部场强分布都变得更加均匀，不仅能有效防止沿面闪络现象，更可以使击穿实验所测得的击穿电压值更加准确。
62.请参见图3所示，其中，图3中(a)示出了屏蔽圆片的边缘设计为直角结构时试样内部电场分布情况，图3中(b)示出了屏蔽圆片的边缘设计为圆角结构时试样内部电场分布情况，在相同网格剖分、其余条件等同的情况下，直角边缘尖端处的最大场强为137kv/mm，圆角边缘处的最大场强为115kv/mm。可见，屏蔽圆片的边缘设计为圆角结构能够明显有效地改善电场均匀程度，削减奇点场强。
63.通过改变屏蔽圆片圆角的半径，重复进行仿真实验。结果表明，电场畸变率随着圆角半径的增大而减小。考虑到实际工艺因素，圆角半径到达屏蔽圆片的厚度时电场均化效果已相当明显，继续增大圆角半径所带来的收益逐渐下降。因此，较优地，屏蔽圆片的圆角半径为屏蔽圆片的厚度的80％～120％。进一步地，屏蔽圆片的圆角半径为屏蔽圆片的厚度
的90％～110％。其中，屏蔽圆片的圆角半径等于屏蔽圆片的厚度为最优方案。
64.上述测试试样在绝缘圆片的两侧分别嵌设多个屏蔽圆片，绝缘圆片两侧的屏蔽圆片位置一一对应，如此，在一个测试试样是形成有多个屏蔽层-绝缘层-屏蔽层的三明治叠层结构，一个测试试样可以进行多组平行试验，并且，位于绝缘圆片同一侧的多个屏蔽圆片间隔设置，能够减少试验时沿面闪络的发生，避免滑闪电弧损坏相邻的屏蔽圆片。上述测试试样在保证实验顺利进行以及不损坏实验设备的情况下，大大提高了击穿实验的效率，并且减少试样制备过程的差异导致的实验误差。
65.进一步地，本发明还提供一种上述的电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样的制备方法，包括以下步骤：
66.制备绝缘圆片和多个屏蔽圆片；
67.根据绝缘圆片和屏蔽圆片的相对介电常数，通过电场仿真计算确定绝缘圆片和屏蔽圆片的尺寸以及多个屏蔽圆片在绝缘圆片上的设置位置；
68.将多个屏蔽圆片按照设置位置设置在绝缘圆片上，进行热压处理，即得。
69.热压处理可采用平板硫化机进行，具体是使用平板硫化仪加温加压进行压制，维持压力不变，再进行水冷定形。
70.在其中一个示例中，热压处理的工艺参数包括：温度为150-200℃，时间为5-15mpa，时间为5-15min。
71.在其中一个示例中，绝缘圆片和屏蔽圆片通过平板热压法制备得到。具体地，平板热压法是通过使用平板硫化仪加温加压压制，维持压力不变，再进行水冷定形。
72.进一步地，制得的屏蔽圆片的边缘进行倒圆角处理，使得测试试样在击穿试验过程中不仅能有效防止沿面闪络现象，更可以使击穿实验所测得的击穿电压值更加准确。
73.在其中一个示例中，绝缘圆片的直径为110mm-200mm，直径误差不超过1％。厚度为0.1mm-1.5mm，厚度误差不超过2％。屏蔽圆片的直径为15mm-50mm，直径误差不超过1％，厚度为0.02mm-0.5mm，厚度误差不超过2％。
74.为了避免试验时沿面闪络的发生，避免滑闪电弧损坏相邻的屏蔽圆片，在热压处理之前，通过电场仿真计算，确定所制备的绝缘圆片和屏蔽圆片的尺寸是否合适，以及多个屏蔽圆片在绝缘圆片上的设置位置。
75.仿真建模采用能够解决实际工程问题的电磁场专用仿真软件，例如comsol、ansys等。仿真计算过程如前所述，此处不再赘述。
76.下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。
77.实施例1
78.本实施例的电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样的制备方法包括以下步骤：
79.(1)通过平板热压法制得绝缘圆片状。绝缘圆片的材质为交联聚乙烯，直径为110mm，厚度为0.5mm。
80.(2)通过平板热压法制得屏蔽圆形片状试样。屏蔽圆片的材质为交联聚乙烯电缆用屏蔽材料，屏蔽试样的直径均为15mm，厚度均为0.2mm。上述设置适用于常温(25℃)测试。
81.(3)根据电极、试样材料的相对介电常数，通过电场仿真计算合理确定绝缘层的尺寸、屏蔽层的尺寸与摆放位置。
82.对本实施例的试样模型进行仿真建模。选择图2所示截面建立二维模型。采用
comsol软件，选择静电场稳态求解方式；选择自由三角形网格，最大单元大小为0.1mm，最小单元大小为0.001mm。仅研究球柱电极在其中一个屏蔽圆片圆心处加压时的情况。其中，球型电极的直径为20mm，绝缘圆片的相对介电常数设为2.3，屏蔽圆片的相对介电常数设为1000。试样的试验环境为绝缘油，绝缘油的相对介电常数设为2.2，常温下的硅油的绝缘场强为20kv/mm。球型电极表面加压为20kv，位于下方的屏蔽圆片接地。在该模型下，相邻屏蔽圆片的边缘距离为37mm，屏蔽圆片边缘与绝缘圆片边缘之间的间距为21mm，符合安全距离要求。
83.图4为本实施例中球型电极与测试试样表面接触区域附近的电场分布情况及电场模大小示意图。由图4可以看出，电场强度在接触点处达到最大值9780kv/mm，且沿x轴正方向迅速下降至油耐场强以下。图4说明了该二维模型中场强高于最大油耐场强的区域大约为一个边长2.7mm、弧长0.5mm的扇形区域。该区域是使用球型电极进行试样击穿或耐压试验时出现的不均匀高场强区域，且完全覆盖屏蔽圆片，其右侧电场线分布均匀，电场强度最低下降至1kv/mm，在安全距离足够的前提下可认为不会发生闪络现象。
84.(4)将步骤(1)、步骤(2)所得的试样按步骤(3)设计的摆放方式正确摆放，进行热压处理，在同一片绝缘试样上制得多个屏蔽-绝缘-屏蔽三明治结构。
85.实施例2
86.本实施例的电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样的制备方法包括以下步骤：
87.(1)通过平板热压法制得绝缘圆片状。绝缘圆片的材质为交联聚乙烯，直径为200mm，厚度为1.5mm。
88.(2)通过平板热压法制得屏蔽圆形片状试样。屏蔽圆片的材质为交联聚乙烯电缆用屏蔽材料，屏蔽试样的直径均为50mm，厚度均为0.5mm。上述设置适用于高温(60℃)测试。
89.(3)根据电极、试样材料的相对介电常数，通过电场仿真计算合理确定绝缘层的尺寸、屏蔽层的尺寸与摆放位置。
90.对本实施例的试样模型进行仿真建模。选择图2所示截面建立二维模型。采用comsol软件，选择静电场稳态求解方式；选择自由三角形网格，最大单元大小为0.1mm，最小单元大小为0.001mm。仅研究球柱电极在其中一个屏蔽圆片圆心处加压时的情况。其中，球型电极直径为20mm，绝缘圆片的相对介电常数设为2.3，屏蔽圆片相对介电常数设为1000。试样的试验环境为绝缘油，相对介电常数设为2.2，高温下(60℃)硅油的绝缘场强为18kv/mm。位于下方的屏蔽圆片接地。在该模型下，相邻屏蔽圆片边缘距离为36.6mm，屏蔽圆片与绝缘圆片边缘间距为30.9mm，符合安全距离要求。
91.图5为本实施例中球型电极与测试试样表面接触区域附近的电场分布情况及电场模大小示意图。与实施例1中不同的是，当屏蔽试样与绝缘试样直径比增大时，电场的均匀程度得到明显的改善，高于最大油耐场强的区域明显缩小。因此，在工艺与实验条件允许的条件下，尽量增大屏蔽试样的直径可以提高试样的可靠性，保证试验顺利进行。
92.(4)将步骤(1)、步骤(2)所得的试样按步骤(3)设计的摆放方式正确摆放，进行热压处理，在同一片绝缘试样上制得多个屏蔽-绝缘-屏蔽三明治结构。
93.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
94.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样，其特征在于，包括绝缘圆片和多个屏蔽圆片；所述绝缘圆片的两侧分别嵌设有多个所述屏蔽圆片，所述绝缘圆片两侧的所述屏蔽圆片位置一一对应，位于所述绝缘圆片同一侧的多个屏蔽圆片间隔设置。2.如权利要求1所述的电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样，其特征在于，位于所述绝缘圆片两侧且位置对应的两个所述屏蔽圆片同轴设置。3.如权利要求2所述的电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样，其特征在于，位于所述绝缘圆片两侧且位置对应的两个所述屏蔽圆片尺寸一致。4.如权利要求1所述的电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样，其特征在于，所述绝缘圆片的直径为110-200mm，厚度为0.1-1.5mm；所述屏蔽圆片的直径为15-50mm，厚度为0.02-0.5mm。5.如权利要求1所述的电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样，其特征在于，所述屏蔽圆片的边缘距离所述绝缘圆片的边缘不小于20mm。6.如权利要求1所述的电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样，其特征在于，位于所述绝缘圆片同一侧的多个屏蔽圆片之间的距离不小于30mm。7.如权利要求1～6中任一项所述的电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样，其特征在于，所述屏蔽圆片的边缘为圆角结构。8.如权利要求7所述的电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样，其特征在于，所述圆角结构的半径为所述屏蔽圆片的厚度的90％～110％。9.如权利要求1～8中任一项所述的电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备绝缘圆片和多个屏蔽圆片；根据电极、所述绝缘圆片和所述屏蔽圆片的相对介电常数，通过电场仿真计算确定所述绝缘圆片和所述屏蔽圆片的尺寸以及多个所述屏蔽圆片在所述绝缘圆片上的设置位置；将多个所述屏蔽圆片按照所述设置位置设置在所述绝缘圆片上，进行热压处理，即得。10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述绝缘圆片和所述屏蔽圆片通过平板热压法制备。

技术总结

本发明涉及一种电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样及其制备方法。该测试试样包括绝缘圆片和多个屏蔽圆片，绝缘圆片的两侧分别嵌设有多个屏蔽圆片，位于绝缘圆片同一侧的多个屏蔽圆片间隔设置，绝缘圆片两侧的屏蔽圆片位置一一对应。上述测试试样在一个测试试样是形成有多个屏蔽层-绝缘层-屏蔽层的三明治叠层结构，一个测试试样可以进行多组平行试验，位于绝缘圆片同一侧的多个屏蔽圆片间隔设置，能够减少试验时沿面闪络的发生，避免滑闪电弧损坏相邻的屏蔽圆片。上述测试试样在保证实验顺利进行以及不损坏实验设备的情况下，大大提高了击穿实验的效率，并且减少试样制备过程的差异导致的实验误差。异导致的实验误差。异导致的实验误差。