一種大功率高壓脈衝水負載的製作方法
2023-05-24 00:05:01 1
專利名稱：一種大功率高壓脈衝水負載的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種大功率高壓脈衝水負載，屬於電子技術專用設備中大功率高電壓設備製造領域。
背景技術：
水負載是一些大功率高電壓設備(例如大功率脈衝調製器等)在對設備調試和驗收時必不可少的專用設備，用來替代大功率高電壓設備的真實負載(例如速調管等大功率電子器件)，模擬真實負載的電氣特性。大功率高壓脈衝水負載針對所要求承受的功率和電壓量級不同及工藝結構的特殊要求，可有多種技術方案實現。這在本專業技術領域裡是一種公知公用的技術。現有的大功率高壓脈衝水負載由一個具有兩個導電極的絕緣體構成。當工作時， 其內部充滿流動的導電液，在兩端電極間的區域內，導電液呈現額定的電阻值，在導電極加上電壓，就有電流產生。因而在這段區域內產生功率耗散，並轉換成熱能隨著流體攜出。根據液體流量和進出的溫差可計算出受試設備給出的功率值等參數。目前現有調製器水負載耐受功率和電壓低，且加工製造困難，不能滿足270MW高峰值功率高壓脈衝調製器對水負載的技術要求。
實用新型內容針對現有技術存在的不足，本實用新型目的是提供一種耐受功率和電壓高的大功率高壓脈衝水負載，且便於加工製造。為了實現上述目的，本實用新型是通過如下的技術方案來實現本實用新型包括兩根相同的玻璃管和金屬U型件，每個玻璃管的兩端分別固定有第一連接件和第二連接件，金屬U型件通過固定件與第一連接件相連接。上述第一連接件和第二連接件分別採用的是第一金屬法蘭和第二金屬法蘭。上述第一金屬法蘭和第二金屬法蘭採用的材料均是可伐金屬。上述第一金屬法蘭與金屬U型件之間還設有耐油橡膠圈。上述金屬U型件採用的材料是黃銅。本實用新型結構設計緊湊合理；本實用新型可穩定可靠地工作。
圖1為本實用新型的一實施例結構示意圖。圖中各標號玻璃管1，第一金屬法蘭1-1，第二金屬法蘭1-2，耐油橡膠圈1-3，固定件1-4，金屬U型件2，油封蓋板3，進水埠法蘭3-1，出水埠法蘭3-2。
具體實施方式
為使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實施方式
，進一步闡述本實用新型。本實施例以安裝在油浸式脈衝變壓器油箱中為例進行說明。參見圖1，本實用新型包括兩根相同的玻璃管1和一個金屬U型件2，兩根玻璃管 1並行豎直排放。在油浸式脈衝變壓器的油封蓋板3上焊接有與兩玻璃管1上端相對應的進水埠法蘭3-1和出水埠法蘭3-2。現有技術，例如中國科學院高能物理研究所的350kV、150MW調製器水負載採用的是微晶玻璃，其介電特性和機械強度好，但制管很難且不好與可伐金屬件焊接，必須用鎢鉬、鎢銅兩種材料過渡焊接，因而製成品加工成本昂貴。普通玻璃擊穿強度只有8 9kV/ mm，至於表面擊穿強度更要差一個數量級，顯然不能選用。本實用新型選用玻璃管1材質為南京三樂玻璃陶瓷有限責任公司產品系列中第17#玻璃，其介電特性高於普通玻璃，膨脹係數低且易於與可伐金屬件焊接。處於高電位的金屬U型件2，其外部形狀要圓滑，不得有尖刺、稜角，以利於提高耐壓；金屬U型件2曾經用紫銅管打彎製作，因表面加工出現折皺開裂而放棄，最終採用黃銅精細機械加工完成。玻璃管1和金屬U型件2的設計和加工是保證水負載耐受大功率和高電壓的兩個關鍵件。玻璃的材質、管的長度、內徑、壁厚以及金屬U型件2內、外的形狀都是在設計和加工中必須考慮的重點。每個玻璃管1的下埠焊接有第一連接件，金屬U型件2通過固定件1-4與第一連接件相連接；每個玻璃管1的上埠焊接有第二連接件。本實施例中，第一連接件採用的是第一金屬法蘭1-1，第二連接件採用的是第二金屬法蘭1-2。第一金屬法蘭1-1採用耐油橡膠圈1-3與金屬U型件2密封連接，該部分電氣上處於負450kV高電位；使用時，第二金屬法蘭1-2通過固定件1-4與油封蓋板3相連接，並採用耐油橡膠圈1-3進行密封，電氣上這部分處於地電位。為保證不發生玻璃管1表面電壓擊穿和爬電現象，玻璃管1有效絕緣長度選取留有適當裕量，玻璃管1的材質、內徑和壁厚選取除要保證進出水溫差小於20°C和60L/min的流量，及管壁承受的壓強要求外，還要根據實際加工工藝情況綜合考慮確定。本實施例中，固定件1-4採用的均是螺栓。本實用新型的操作過程如下整個水負載的零部件齊套組裝完成後，首先通過4kg/cm2的耐水壓試驗，然後與水冷系統連接，進行流量、溫度、壓力的循環及聯鎖保護等試驗，最後裝入油浸式脈衝變壓器油箱與調製器整機聯調。在與調製器正式聯調試驗時，要對水負載裡的循環水進行溶液調配，即在純水中加入適量的洗衣粉，使溶液電導率達到額定值，則在玻璃管1有效區域內(即每個玻璃管1 的第一金屬法蘭1-1與第二金屬法蘭1-2端面間液體)就構成額定值的電阻負載，當負高壓加到金屬U型件2上時，就給這段電阻負載加熱。必須確保管道內液體流動暢通，把熱量及時帶走，否則玻璃管1內液體溫度急劇升高，液體汽化，壓力驟增。如果玻璃管1爆裂，故障將產生極為嚴重的後果。[0028]水負載長期運行結果表明，該水負載滿足結構和電性能的技術條件要求，工作安全可靠。電氣性能測試數據見表1 表3 表1 脈衝重複頻率Fr = 10Hz，等效脈衝寬度τ = 5. 5 μ s測試時間2008年1月10日表 1
脈衝高壓電壓 ^脈衝電流^ _(KV)__(A)
173228
_258__368
_340__492
_436_ 588表2 脈衝重複頻率Fr = 25Hz，等效脈衝寬度τ = 5. 5 μ s測試時間2008年1月10日表 2
脈衝高壓電壓 ^脈衝電流^ _(KV)__(A)
_181__236
_276__364
_368__488
_450_ 604表3 脈衝重複頻率Fr = 50Hz，等效脈衝寬度τ = 5. 5 μ s測試時間2008年1月10日表 3
脈衝高壓電壓 ^脈衝電流^ _(KV)__(A)
_180__246
_276__396
_348__524
_450__605以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求1.一種大功率高壓脈衝水負載，其特徵在於，包括兩根相同的玻璃管(1)和金屬U型件O)，所述每個玻璃管(1)的兩端分別固定有第一連接件和第二連接件，所述金屬U型件 (2)通過固定件(1-4)與第一連接件相連接。
2.根據權利要求1所述的大功率高壓脈衝水負載，其特徵在於，所述第一連接件和第二連接件分別採用的是第一金屬法蘭(1-1)和第二金屬法蘭(1-2)。
3.根據權利要求2所述的大功率高壓脈衝水負載，其特徵在於，所述第一金屬法蘭 (1-1)和第二金屬法蘭(1-2)採用的材料均是可伐金屬。
4.根據權利要求2所述的大功率高壓脈衝水負載，其特徵在於，所述第一金屬法蘭 (1-1)與金屬U型件(2)之間還設有耐油橡膠圈(1-3)。
5.根據權利要求1至4任意一項所述的大功率高壓脈衝水負載，其特徵在於，所述金屬 U型件( 採用的材料是黃銅。
專利摘要本實用新型公開了一種大功率高壓脈衝水負載，包括兩根相同的玻璃管(1)和金屬U型件(2)，所述每個玻璃管(1)的兩端分別固定有第一連接件和第二連接件，所述金屬U型件(2)通過固定件(1-4)與第一連接件相連接。本實用新型結構設計緊湊合理；本實用新型可穩定可靠地工作。
文檔編號G01R1/28GK202285024SQ20112040760
公開日2012年6月27日 申請日期2011年10月24日 優先權日2011年10月24日
發明者祖希勇, 蔣家應 申請人:南京鑫軒電子系統工程有限公司