[发明专利]用于Tesla型脉冲变压器的初级引线接口

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种用于Tesla型脉冲变压器的初级引线接口，可实现Tesla型脉冲变压器初级的大电流馈入并具有良好的散热及密封性能，属于高电压技术领域。

背景技术

Tesla型脉冲变压器与同轴脉冲形成线的一体化结构具有能量效率高、简单可靠、结构紧凑、适于重复频率运行等优点，在高电压技术领域中得到了广泛应用。作为一种常用的高功率脉冲电源，Tesla型脉冲变压器的初级引线接口是变压器内部初级线圈与变压器外部初级电容的电气和机械连接端口，要求其有较小的接触电阻和引入电感，以保证变压器有较高的耦合效率。通常Tesla型脉冲变压器的初级线圈为单匝金属薄带，安装在同轴脉冲形成线外筒的内壁上。次级线圈为单层多匝锥形线圈，其低压端连接形成线外筒，高压端连接形成线内筒。整个变压器内部充有几个大气压的变压器油以提高内部绝缘，因此Tesla型脉冲变压器能容易地实现高功率。Tesla型脉冲变压器的初级电容工作电压一般在几百伏，初级电流峰值可达十kA量级。传统变压器初级通过接线柱和高压套管的引出方式，电极有效通流面积小，接触电阻、引入电感大造成热损大，导致变压器的耦合效率低。同时变压器长时间运行时容易发热而致使变压器损坏，故无法满足Tesla型脉冲变压器初级大电流馈入的要求。

发明内容

为解决Telsa型脉冲变压器初级大电流馈入的问题，本发明提出了一种Tesla型脉冲变压器的初级引线接口。

本发明的技术方案是：一种用于Tesla型脉冲变压器的初级引线接口，主要包括单匝金属薄带式初级线圈1、筒体绝缘件2、脉冲形成线外筒3、上电极4、上金属压板5、上绝缘件6、金属引出件7、绝缘垫片8、下绝缘件9、下金属压板10、下电极11、紧固件绝缘套12；所述初级线圈1的金属薄带为中部环形、两端平行引出，其环形部分置于轴向通槽的环形脉冲形成线外筒3的内壁，两者之间通过环形的筒体绝缘件2形成电绝缘；

所述金属引出件7与脉冲形成线外筒3焊接为一体结构，且两者材料相同，金属引出件7为一带有圆柱通孔的长方体；其与圆柱通孔轴向的垂直面上有一容纳初级线圈1和筒体绝缘件2两端平行引出端的通槽；且初级线圈1两端平行引出端之间通过绝缘垫片8形成电绝缘；上电极4、上金属压板5、上绝缘件6均为台阶环状体，所述上绝缘件6小端外壁与金属引出件7的圆柱通孔内壁上部相配，上绝缘件6与金属引出件7的上端端面止靠；所述上金属压板5小端外壁与上绝缘件6小端内壁相配，上金属压板5台阶外壁与上绝缘件6大端端面止靠；所述上电极4小端外壁与上金属压板5小端内壁相配；上电极4和上金属压板5之间、上金属压板5和上绝缘件6之间均通过密封圈实现径向密封；另外一组完全相同的下绝缘件9、下金属压板10和下电极11，与上电极4、上金属压板5和上绝缘件6形成关于绝缘垫片8的对称结构，置于绝缘垫片的下部；上、下两部分通过紧固件及紧固件绝缘套12固连。

作为一种优选方案，初级线圈1材料选择室温下热导率λ≥386.4W/(m·K)、电阻率ρ≤1.8×10^-8Ω·m的金属，上电极4、上金属压板5、下金属压板10、下电极11材料选择室温下热导率λ≥108.9W(m·K)、电阻率ρ≤7.1×10^-8Ω·m的金属；

作为一种优选方案，上绝缘件6、绝缘垫片8、下绝缘件9、紧固件绝缘套12材料用绝缘电阻测试仪测试其耐压值不低于2500V；

作为一种优选方案筒体绝缘件2材料选用具有柔性的固体绝缘薄膜，用绝缘电阻测试仪测试其耐压值不低于2500V。

本发明的有益效果是：Tesla型脉冲变压器初级电连接处采用金属压接方式，增大了电连接处有效接触面积，减小了接触电阻和引入电感，实现了Tesla变压器初级2,000,000次10kA/10μs量级脉冲电流的馈入，同时兼顾散热要求；密封处采用密封圈径向密封结构，实现了－40℃至＋50℃温度范围、变压器内部0.1～0.5Mpa油压的密封。

本发明提出的用于Tesla型脉冲变压器的初级引线接口，具有良好的机械安装性能和电气性能，同时兼顾散热和密封性能，解决了Tesla型脉冲变压器初级大电流馈入等问题，适用于其他需要初级大电流馈入的变压器结构。

附图说明

图1是本发明提出的用于Tesla型脉冲变压器的初级引线接口示意图；

图2是初级线圈示意图

图3是筒体绝缘件示意图

图4是上电极示意图

图5是上金属压板示意图

图6是上绝缘件示意图