專(zhuān)利名稱(chēng)：新型直流、脈沖分壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓測(cè)量子領(lǐng)域，尤其是一種新型直流、脈沖分壓器。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)現(xiàn)存的分壓器，可以分為直流和脈沖型兩種，直流分壓器響應(yīng)頻率 小于50Hz(方波)，脈沖分壓器響應(yīng)時(shí)間達(dá)到納秒甚至亞納秒，但是對(duì)于現(xiàn)在既 要測(cè)量直流又需測(cè)量脈沖的分壓器，市場(chǎng)中還是空白。并且目前的快速響應(yīng)分壓 器都直接采用電阻電容串并聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)，體積大，價(jià)格高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型直流、脈沖分壓器，以解決目前市場(chǎng)的分壓器 無(wú)法同時(shí)滿足直流測(cè)量和脈沖測(cè)量的雙重要求的問(wèn)題。 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所釆用的技術(shù)方案為-
新型直流、脈沖分壓器，其特征在于包括有絕緣的筒體，所述筒體內(nèi)一端 固定有金屬連接柱，筒體內(nèi)填充有絕緣介質(zhì)；所述筒體放置在一個(gè)可靠接地的金 屬底座之上；筒體內(nèi)另一端固定有高壓臂電阻，所述的高壓臂電阻與所述的金屬 連接柱相互連接，所述的高壓臂電阻外端套有絕緣套或涂有絕緣漆；所述高壓臂 電阻位于所述筒體內(nèi)部分的兩端分別套有均壓環(huán)；所述筒體上安裝有二個(gè)接線端 子，所述高壓臂電阻的外端和所述金屬連接柱的外端分別連接至二個(gè)接線端子 上；所述筒體外還設(shè)有金屬盒，所述金屬盒中設(shè)有電容，所述電容兩端連接的二 根導(dǎo)線從金屬盒中引出，其中一根連接至與高壓臂電阻電連接的接線端子上，另 一根導(dǎo)線接地，所述電容兩端還引出有導(dǎo)線用于與低壓臂電阻并聯(lián)接線。
所述的新型直流、脈沖分壓器，其特征在于所述高壓臂電阻由兩個(gè)電阻串 聯(lián)，所述每個(gè)電阻的一個(gè)端面開(kāi)有螺紋孔，兩個(gè)電阻之間通過(guò)金屬螺桿螺合連接 而成；其中一個(gè)均壓環(huán)套在所述高壓臂電阻與所述金屬連接柱的連接處。
所述的新型直流、脈沖分壓器，其特征在于所述均壓環(huán)結(jié)構(gòu)為兩半環(huán)結(jié)構(gòu)， 所述均壓環(huán)兩半環(huán)分別套在高壓臂電阻上后，其兩個(gè)半環(huán)之間通過(guò)螺栓固定
本發(fā)明采用無(wú)感電阻材料制成高壓臂電阻。其電阻分布電感小，溫度系數(shù)佳，在直流穩(wěn)態(tài)時(shí)，阻值恒定，各電壓等級(jí)下測(cè)量線性度好。在高壓臂電阻上下兩端 各串聯(lián)一個(gè)110kV均壓環(huán)，低壓臂并聯(lián)補(bǔ)償電容，利用均壓環(huán)間分布電容代替?zhèn)?統(tǒng)阻容分壓器并聯(lián)的物理電容。分壓器響應(yīng)速度快，動(dòng)態(tài)性能好。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，易于實(shí)現(xiàn)，采用均壓環(huán)改善分壓器高壓臂附近 電場(chǎng)分布，避免了電暈現(xiàn)象產(chǎn)生。所采用的均壓環(huán)間電場(chǎng)強(qiáng)度最大處小于分壓器 筒內(nèi)填充介質(zhì)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)。在金屬盒中連接的低壓臂電阻并聯(lián)連接電容，有效的 補(bǔ)償了由于均壓環(huán)間分布電容對(duì)分壓器分壓比和相角造成的影響。


圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明電路原理圖。
圖3為分壓器實(shí)驗(yàn)電路圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示。新型直流、脈沖分壓器，包括有筒體1，所述筒體1內(nèi)一端固 定有金屬連接柱2，筒體1另一端固定有高壓臂電阻R1，所述的高壓臂電阻R1 與金屬連接柱2相互連接，高壓臂電阻R1外端套有絕緣套；所述高壓臂電阻R
位于筒體1內(nèi)部分的兩端分別套有均壓環(huán)3;所述筒體1上安裝有二個(gè)接線端子 4，所述高壓臂電阻Rl的外端和金屬連接柱2的外端分別連接至二個(gè)接線端子4 上；所述筒體1外還設(shè)有金屬盒5，所述金屬盒5中設(shè)有電容C2，所述電容C2 兩端連接的二根導(dǎo)線從金屬盒中引出，其中一根連接至與高壓臂電阻電連接的接 線端子4上，另一根導(dǎo)線接地，所述電容C2兩端還引出有導(dǎo)線用于與低壓臂電 阻R2并聯(lián)接線。高壓臂電阻R1由兩個(gè)電阻串聯(lián)，所述每個(gè)電阻的一個(gè)端面開(kāi) 有螺紋？L，兩個(gè)電阻之間通過(guò)金屬螺桿連接而成；其中一個(gè)均壓環(huán)套在所述高壓 臂電阻與所述金屬連接柱的連接處。
圖2是分壓器電路原理圖，高壓臂電阻《兩端均壓環(huán)間分布電容等效C,。
此分布電容嚴(yán)重影響分壓器動(dòng)態(tài)性能。如果在低壓臂電阻^兩端并聯(lián)一個(gè)集中 補(bǔ)償電容q，就可以完全彌補(bǔ)由于均壓環(huán)分布電容對(duì)分壓器造成的影響。但是 如何測(cè)量和計(jì)算分布電容q是一個(gè)相當(dāng)困難的問(wèn)題。
本設(shè)計(jì)采用軟件仿真和實(shí)驗(yàn)測(cè)量相結(jié)合的方法軟件仿真，采用ansys10.0對(duì)分壓器結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，利用C-Matrix命令計(jì)算得到的分布電容q 2.8pF ， 試驗(yàn)測(cè)試，采用的補(bǔ)償電容C,33nF。經(jīng)過(guò)計(jì)算可以知道，分布電容值q^3.3pF，
試驗(yàn)結(jié)果和軟件仿真的結(jié)果一致。
試驗(yàn)所用的工具有TekP6015A高壓示波器探頭，分壓比1000: 1， Agilent 示波器，自主研制的電阻型分壓器。
正弦波實(shí)驗(yàn)電路中，如圖3所示，Agilent示波器兩路通到分別接tek高壓探 頭和分壓器輸出。開(kāi)關(guān)A為充電開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)B為放電開(kāi)關(guān)。調(diào)節(jié)電感L可以的到 頻率在lk 30kHz變換的正弦激勵(lì)波。實(shí)驗(yàn)中采用TekP6015A高壓示波器探頭 作為標(biāo)準(zhǔn)分壓器，被測(cè)分壓器與其比較進(jìn)行校驗(yàn)。正確補(bǔ)償(C^33nF)如圖3所 示。波形拐角處毛刺為干擾信號(hào)。
脈沖及直流穩(wěn)態(tài)測(cè)試為自行研制的采用PSM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)50kV/100A的高壓電 源下進(jìn)行的。測(cè)量工具和正弦波測(cè)試一樣。
權(quán)利要求
1、新型直流、脈沖分壓器，其特征在于包括有絕緣的筒體，所述筒體內(nèi)一端固定有金屬連接柱，筒體內(nèi)填充有絕緣介質(zhì)，所述筒體放置在一個(gè)可靠接地的金屬底座之上；筒體內(nèi)另一端固定有高壓臂電阻，所述的高壓臂電阻與所述的金屬連接柱相互連接，所述的高壓臂電阻外端套有絕緣套或涂有絕緣漆；所述高壓臂電阻位于所述筒體內(nèi)部分的兩端分別套有均壓環(huán)；所述筒體上安裝有二個(gè)接線端子，所述高壓臂電阻的外端和所述金屬連接柱的外端分別連接至二個(gè)接線端子上；所述筒體外還設(shè)有金屬盒，所述金屬盒中設(shè)有電容，所述電容兩端連接的二根導(dǎo)線從金屬盒中引出，其中一根連接至與高壓臂電阻電連接的接線端子上，另一根導(dǎo)線接地，所述電容兩端還引出有導(dǎo)線用于與低壓臂電阻并聯(lián)接線。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型直流、脈沖分壓器，其特征在于所述高壓 臂電阻由兩個(gè)電阻串聯(lián)，所述每個(gè)電阻的一個(gè)端面開(kāi)有螺紋孔，兩個(gè)電阻之間通 過(guò)金屬螺桿螺合連接而成；其中一個(gè)均壓環(huán)套在所述高壓臂電阻與所述金屬連接 柱的連接處。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型直流、脈沖分壓器，其特征在于所述均壓 環(huán)結(jié)構(gòu)為兩半環(huán)結(jié)構(gòu)，所述均壓環(huán)兩半環(huán)分別套在高壓臂電阻上后，其兩個(gè)半環(huán) 之間通過(guò)螺栓固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及新型直流、脈沖分壓器，包括有筒體，筒體兩端分別安裝有金屬連接柱、高壓臂電阻，金屬連接柱、高壓臂電阻串聯(lián)，筒體外還設(shè)有金屬盒，金屬盒中設(shè)有電容，高壓臂電阻兩端安裝有均壓環(huán)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，易于實(shí)現(xiàn)，采用均壓環(huán)改善分壓器高壓臂附近電場(chǎng)分布，避免了電暈現(xiàn)象產(chǎn)生。所采用的均壓環(huán)間電場(chǎng)強(qiáng)度最大處小于分壓器筒內(nèi)填充介質(zhì)擊穿場(chǎng)強(qiáng)。在金屬盒中連接的低壓臂電阻并聯(lián)連接電容，有效的補(bǔ)償了由于均壓環(huán)間分布電容對(duì)分壓器分壓比和相角造成的影響。
文檔編號(hào)G01R15/00GK101520471SQ20091011645
公開(kāi)日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2009年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者鵬 傅, 劉保華, 李云娜, 雷 楊, 潘圣民, 力 蔣 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所