[0038]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述。
[0039]圖1為【背景技術(shù)】【陳國(guó)平，羅易堃，"低阻抗同軸電纜的制備與可調(diào)電阻測(cè)試法"，數(shù) 字通信，2014，Vol.41，No.6，pp.l-2】中傳統(tǒng)同軸電纜的剖面示意圖，從圖上可以看出，傳統(tǒng) 同軸電纜主要由單根金屬內(nèi)導(dǎo)體1，內(nèi)絕緣層2,金屬外導(dǎo)體3和外絕緣層4組成，為了滿(mǎn)足工 作電壓的需求，在降低阻抗時(shí)需要增大金屬內(nèi)導(dǎo)體1、內(nèi)絕緣層2、金屬外導(dǎo)體3和外絕緣層4 的直徑，造成高壓同軸電纜轉(zhuǎn)彎半徑較大。
[0040]圖2為本發(fā)明所述低阻抗高電壓同軸電纜三維結(jié)構(gòu)圖，本發(fā)明的低阻抗高電壓同 軸電纜由高壓電線(xiàn)5、金屬外導(dǎo)體6、外絕緣層7和金屬連接圓盤(pán)8構(gòu)成，每根高壓電線(xiàn)5均由 單獨(dú)的金屬內(nèi)導(dǎo)體501和內(nèi)絕緣層502組成，金屬內(nèi)導(dǎo)體501在兩個(gè)端部分別通過(guò)金屬連接 圓盤(pán)8并聯(lián)。
[0041]圖3為組成本發(fā)明所述低阻抗高壓同軸電纜的高壓電線(xiàn)5的剖視圖，所述高壓電線(xiàn) 5由金屬內(nèi)導(dǎo)體501和內(nèi)絕緣層502組成，通過(guò)合理選擇金屬內(nèi)導(dǎo)體501的直徑cU和內(nèi)絕緣層 502的直徑d2,可以使高壓電線(xiàn)5工作在特定的電壓。
[0042]圖4為本發(fā)明所述低阻抗高壓同軸電纜剖視圖。高壓電線(xiàn)的根數(shù)N，排布為η層，第1 層由1根高壓電線(xiàn)組成，其與金屬外導(dǎo)體構(gòu)成同軸結(jié)構(gòu);第2層由i根高壓電線(xiàn)組成，i根高壓 線(xiàn)的金屬內(nèi)導(dǎo)體中心圍成的圓周直徑為d3;第3層由j根高壓電線(xiàn)，j根高壓線(xiàn)的金屬內(nèi)導(dǎo)體 中心圍成的圓周直徑為d4;……；第11層由k根高壓電線(xiàn)組成，k根高壓電線(xiàn)的金屬內(nèi)導(dǎo)體中 心圍成的圓周直徑為dk;高壓同軸電纜金屬外導(dǎo)體內(nèi)直徑cU，金屬外導(dǎo)體的外直徑dw，同軸 電纜的最大外直徑da;
[0043]圖5為國(guó)防科技大學(xué)設(shè)計(jì)的低阻抗高壓同軸電纜的剖視圖。該同軸電纜的設(shè)計(jì)工 作電壓為50kV，阻抗10Ω。高壓電線(xiàn)的根數(shù)N= 19,分3層排列，高壓電線(xiàn)內(nèi)直徑di= 0.4mm， 外直徑d2= 4mm;第2層6根高壓電線(xiàn)的金屬內(nèi)導(dǎo)體中心圍成的圓周直徑為d3 = 8mm;第3層12 根高壓電線(xiàn)的金屬內(nèi)導(dǎo)體中心圍成的圓周直徑為d4= 16mm;高壓同軸電纜金屬外導(dǎo)體內(nèi)直 徑di= 20mm，金屬外導(dǎo)體的外直徑dw= 21mm;同軸電纜的最大外直徑da = 22mm，絕緣材料采 用聚四氟乙烯，其相對(duì)介質(zhì)常數(shù)er = 2.3，
，以及公式（1)-(5)計(jì)算電感和電 容的方法，可以得到電纜的設(shè)計(jì)阻抗約為10歐姆。
[0044]圖6為本發(fā)明的低阻抗高壓同軸電纜設(shè)計(jì)實(shí)例的測(cè)試實(shí)驗(yàn)波形與仿真計(jì)算波形 (圖中9為實(shí)驗(yàn)波形，10為仿真波形）。利用實(shí)驗(yàn)和仿真對(duì)比的方法測(cè)量同軸電纜阻抗，將同 軸電纜用作單脈沖形成線(xiàn)，并將負(fù)載阻抗取50歐姆。通過(guò)同軸電纜的脈沖形成功能，實(shí)驗(yàn)得 到負(fù)載上的電壓波形，再建立電路仿真軟件，設(shè)定負(fù)載阻抗為50歐姆，調(diào)節(jié)同軸電纜的阻 抗，當(dāng)仿真波形與實(shí)驗(yàn)波形一致時(shí)，可以得到同軸電纜的阻抗，約為10歐姆，與設(shè)計(jì)指標(biāo)一 致。
[0045]以上，向熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員提供本發(fā)明的描述，以使他們易于理解與支應(yīng)本 發(fā)明。對(duì)于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員，對(duì)這些實(shí)施的各種變更是顯而易見(jiàn)的，而無(wú)需創(chuàng)造性的 勞動(dòng)。因此，本發(fā)明并不是限定在這里所述的方案，而是與所述的權(quán)利要求一致的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低阻抗高電壓同軸電纜，其特征在于:所述同軸電纜由N根金屬內(nèi)導(dǎo)體、N條內(nèi)絕 緣層、金屬外導(dǎo)體、外絕緣層和金屬連接體組成，N22，N根金屬內(nèi)導(dǎo)體和N條內(nèi)絕緣層構(gòu)成N 根高壓電線(xiàn)，N根高壓電線(xiàn)在外絕緣層內(nèi)呈η層排列，η 2 2，N條內(nèi)絕緣層相互獨(dú)立，N根金屬 內(nèi)導(dǎo)體在兩端分別通過(guò)兩塊金屬連接體并聯(lián)在一起，構(gòu)成低阻抗高電壓同軸電纜的內(nèi)導(dǎo) 體，N條相互獨(dú)立的內(nèi)絕緣層構(gòu)成低阻抗高壓同軸電纜的內(nèi)絕緣層，外絕緣層和金屬外導(dǎo)體 作為低阻抗高壓同軸電纜的外絕緣層和外導(dǎo)體； 所述同軸電纜的單位長(zhǎng)度的電感L和單位長(zhǎng)度的電容C的具體計(jì)算方法如下： 將同軸電纜從內(nèi)到外分別標(biāo)記為第1層、第2層、第3層、……、直至第η層，一般來(lái)說(shuō)，高 壓電線(xiàn)數(shù)量N越大，層數(shù)η越多，其中第1層由1根高壓電線(xiàn)組成，與金屬外導(dǎo)體構(gòu)成同軸結(jié) 構(gòu);第2層由i根高壓電線(xiàn)組成，i根高壓線(xiàn)的金屬內(nèi)導(dǎo)體中心圍成的圓周直徑為d 3;第3層由 j根高壓電線(xiàn)組成，j根高壓線(xiàn)的金屬內(nèi)導(dǎo)體中心圍成的圓周直徑為d4;……；第11層由k根高 壓電線(xiàn)組成，k根高壓線(xiàn)的金屬內(nèi)導(dǎo)體中心圍成的圓周直徑為d k，那么可以計(jì)算得到第1層 與金屬外導(dǎo)體構(gòu)成同軸結(jié)構(gòu)的電感與電容分別為：其中μ〇為真空磁導(dǎo)率，為真空介電常數(shù)，為絕緣層絕緣材料的相對(duì)磁導(dǎo)率，為絕緣 層絕緣材料的相對(duì)介電常數(shù)； 第2層與金屬外導(dǎo)體構(gòu)成的電感與電容分別為：第3層與金屬外導(dǎo)體構(gòu)成的電感與電容分別為：第η層與金屬外導(dǎo)體構(gòu)成的電感與電容分別為：故整個(gè)同軸電纜的單位長(zhǎng)度的電感與單位長(zhǎng)度的電容分別為：2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低阻抗高電壓同軸電纜，其特征在于:為了提高所述同軸電纜的 耐高壓能力，可以在N根高壓電線(xiàn)的間隙之間填充絕緣材料。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述低阻抗高電壓同軸電纜，其特征在于:所述絕緣材料為變壓器油 或聚四氟乙烯。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低阻抗高電壓同軸電纜，其特征在于:所述內(nèi)絕緣層為聚四氟乙 稀。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低阻抗高電壓同軸電纜，其特征在于:所述金屬外導(dǎo)體為金屬編 織層。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低阻抗高電壓同軸電纜，其特征在于:所述外絕緣層為聚四氟乙 稀。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種低阻抗高電壓同軸電纜，屬于脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明由N根金屬內(nèi)導(dǎo)體、N條內(nèi)絕緣層、金屬外導(dǎo)體、外絕緣層和金屬連接體組成，N≥2，N根金屬內(nèi)導(dǎo)體和N條內(nèi)絕緣層構(gòu)成N根高壓電線(xiàn)，N根高壓電線(xiàn)在外絕緣層內(nèi)呈n層排列，n≥2，N條內(nèi)絕緣層相互獨(dú)立，N根金屬內(nèi)導(dǎo)體在兩端分別通過(guò)兩塊金屬連接體并聯(lián)在一起，構(gòu)成低阻抗高電壓同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體，N條相互獨(dú)立的內(nèi)絕緣層構(gòu)成低阻抗高壓同軸電纜的內(nèi)絕緣層，外絕緣層和金屬外導(dǎo)體作為低阻抗高壓同軸電纜的外絕緣層和外導(dǎo)體。由于采用N根高壓電線(xiàn)并聯(lián)，減小了阻抗和金屬內(nèi)導(dǎo)體的使用量，避免了傳統(tǒng)低阻抗高壓同軸電纜直接增大內(nèi)外導(dǎo)體直徑導(dǎo)致轉(zhuǎn)彎半徑大的問(wèn)題。
【IPC分類(lèi)】H01B7/00, H01B7/17, H01B7/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105448389
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511028362
【發(fā)明人】程新兵, 楊建華, 潘子龍
【申請(qǐng)人】中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日