[发明专利]一种干式高电压低电感同轴式峰化电容器及制作工艺

说明书

本发明提供一种干式高电压低电感同轴式峰化电容器及制作工艺。该峰化电容器包括由内向外依次同轴设置的峰化电容器高压电极、开口金属筒电极、峰化电容器地电极，开口金属筒电极的数量为多个；相邻两个电极之间填充多层有机薄膜作为电容器固态介质；峰化电容器高压电极外表面、开口金属筒电极内外表面均有环形电极凸台作为电容器的有效电极；相邻两个电极和填充其间的多层有机介质薄膜构成了圆筒电容器，相邻两个圆筒电容器公用一个开口金属筒电极，峰化电容器实际上是由多个同轴圆筒电容器依次无引线串联形成的低感电容器；电极厚度设计为毫米量级，大大降低了表面电场，提高了耐压；峰化电容器结构简单、耐受电压高，满足了低电感、高电压要求。

技术领域

本发明属于脉冲功率技术领域，具体涉及一种用于快前沿电磁脉冲模拟器的干式高电压低电感同轴式峰化电容器及制作工艺。

背景技术

在电磁脉冲模拟装置中，为了符合相关IEC标准或国家标准对电磁脉冲波形的要求，实现纳秒前沿双指数脉冲波形的输出，通常采用多级脉冲压缩技术对初级脉冲源产生的波形进行脉冲压缩。

IEC1000-2-9标准规定了核电磁脉冲波形的前沿时间为2.3±0.5ns、半高宽时间为23±5ns，要产生这样快的前沿脉冲波形，MV级电磁脉冲模拟器一般采用二级脉冲压缩电路，即先由MARX产生器产生初级脉冲对中储电容器充电，充电时间为数百ns，然后中储电容器通过中储开关对峰化电容器充电，充电时间为数十ns，峰化电容器为低电感电容器，与输出开关相配合，产生所需快前沿脉冲波形，峰化电容器作为该电磁脉冲模拟器的关键器件之一，对脉冲压缩的效果起着至关重要的作用。

常规脉冲电容器一般采用油纸复合绝缘，元件电极材料为微米量级厚度的铝箔，元件通过插片串并联组成脉冲电容器，一般最高直流耐压100kV，电感为数十纳亨，多个这样的脉冲电容器串联，可耐受超过MV脉冲电压，多个这样的串联组件并联形成脉冲峰化电容器^[1]，峰化电容器电感为数百纳亨。由于电磁脉冲模拟器的输出前沿脉冲波形要求越来越快，对峰化电容器的电感也有了更高的要求，使得峰化电容器需要满足更高的电压、更低的电感，因此，目前急需一种绝缘性能好且能够满足高压低电感使用要求的峰化电容器。

发明内容

为了解决现有峰化电容器的电感和电压不能满足电磁脉冲模拟器对输出前沿脉冲波形高要求的技术问题，本发明提供了一种干式高电压低电感同轴式峰化电容器及制作工艺。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种干式高电压低电感同轴式峰化电容器，其特殊之处在于：包括由内向外依次同轴设置的峰化电容器高压电极、开口金属筒电极及峰化电容器地电极，所述开口金属筒电极的数量为多个，相邻两个电极之间均设有介质薄膜层筒；相邻两个电极和填充其间的有机介质薄膜层筒构成一个圆筒电容器，相邻两个圆筒电容器共用一个开口金属筒电极，峰化电容器由多个圆筒电容器串联而成，由于无串联引线，因而电感最小；

所述介质薄膜层筒为有机绝缘介质薄膜紧密绕制而成的固态圆筒，每个介质薄膜层筒的两端应尽可能超出与其相邻两个开口金属筒电极的两端来提高沿面闪络距离，以介质薄膜筒不搭接开口金属筒电极端部为判断依据；

所述峰化电容器高压电极外表面的两端均切削出第一环形台阶，其中部形成第一环形电极凸台，凸台为圆筒电容器有效电极；

每个所述开口金属筒电极内表面两端均切削出内环形台阶，其内表面中部形成内环形电极凸台，每个所述开口金属筒电极外表面两端均切削出外环形台阶，其外表面中部形成外环形电极凸台，每个开口金属筒电极内表面端部、开口金属筒电极外表面端部均设有圆倒角，每个开口金属筒电极表面经抛光处理，其沿轴向切削出2-3毫米缝隙；

多个开口金属筒电极由内向外依次为第一开口金属筒电极、第二开口金属筒电极……第N开口金属筒电极，N为大于等于2的正整数；