[实用新型]一种改进型同轴薄膜电容器

说明书

为了显著提高同轴薄膜电容器沿面闪络性能，本实用新型提供了一种改进型同轴薄膜电容器，通过在现有同轴薄膜电容器的金属环和内芯上粘接有机玻璃环作为支撑结构，延长了聚合物薄膜介质相对金属环的伸出长度，显著降低了聚合物薄膜介质边缘的表面电场，提高了电容器的沿面闪络电压。

技术领域

本实用新型属于脉冲功率技术领域，具体涉及一种用于电磁脉冲模拟装置中的同轴薄膜电容器。

背景技术

电磁脉冲模拟装置是强电磁脉冲试验不可或缺的设备，用于按照试验所要求的电磁脉冲标准，为试验对象提供特定的电磁脉冲试验环境。电磁脉冲模拟装置按照特定的用途来设计，在其辐射空间中产生电场的幅度、均匀性和极化方向等均必须符合相关标准的要求。MV(兆伏)级电磁脉冲模拟装置常采用两级脉冲压缩的技术方案，其中作为第二级抖化回路储能器件的峰化电容器是影响整个电磁脉冲模拟装置性能的关键器件之一。峰化电容器主要包括平板型和同轴型两类，其中同轴薄膜电容器因其结构电感小，常用于快前沿电磁脉冲模拟装置。同轴薄膜电容器采用基于金属电极和聚合物薄膜介质的层叠结构，薄膜介质材料具有优越的体绝缘性能，电极和介质由内向外依次层叠，薄膜介质伸出金属电极边缘一定距离以提高耐受沿面电压的能力。

随着电磁脉冲试验对象从单器件试验逐步向全系统试验发展，要求电磁脉冲模拟装置提供空间足够大，且满足辐射场幅值和均匀性要求的试验环境。电磁脉冲模拟装置的输出电压指标将需要在现有水平上进一步提高，这对峰化电容器的绝缘性能，特别是沿面闪络性能提出了更高的要求。

实用新型内容

为了显著提高同轴薄膜电容器沿面闪络性能，本实用新型提供了一种改进型同轴薄膜电容器。

本实用新型的技术方案是：

一种改进型同轴薄膜电容器，包括内芯、N个金属环、N+1个聚合物薄膜介质；

单个金属环上设有沿其轴向延伸的开口，且金属环的两端部边缘倒有圆角，圆角半径等于金属环的厚度；

其特殊之处在于：

单个金属环的外侧壁中部开设有多个环形凹槽，环形凹槽内缠绕有聚酰亚胺薄膜；

还包括2N个第一有机玻璃环和两个第二有机玻璃环；

每两个第一有机玻璃环对应一个所述金属环；每个第一有机玻璃环的厚度、内径均与其所对应金属环的厚度、内径相等；每个第一有机玻璃环上设有沿其轴向延伸的开口，且该开口的位置、宽度与其所对应的金属环上开口的位置、宽度一致；

每个第一有机玻璃环的其中一端加工有与其所对应金属环的端部圆角相适配的第一凹槽，该第一凹槽内注有粘接剂；

每两个第一有机玻璃环分别通过所述第一凹槽内的粘接剂粘接在所对应金属环的两端，构成一个复合材料开口环；

两个第二有机玻璃环的的厚度均与第一有机玻璃环的厚度相等，外径与所述内芯的外径相等；

每个第二有机玻璃环的其中一端加工有与所述内芯内侧端部圆角相适配的第二凹槽，该第二凹槽内注有粘接剂；两个第二有机玻璃环分别通过所述第二凹槽内的粘接剂粘接在所述内芯的两端；

所述N+1个聚合物薄膜介质与所述复合材料开口环由内向外交替层叠设置，各复合材料开口环与聚合物薄膜介质紧密贴合，且聚合物薄膜介质两侧边缘伸出复合材料开口环边缘一定距离。

进一步地，所述第一有机玻璃环和第二有机玻璃环的高度根据以下原则确定：一是使得缠绕在所述复合材料开口环和内芯上的聚合物薄膜介质不影响其他部件的安装；二是有机玻璃环的最大高度应小于等于电容器的体击穿电压与沿面闪络电压相当时，所述聚合物薄膜介质所需的支撑高度。

进一步地，每个第一有机玻璃环的第一凹槽的曲率半径比其所对应金属环的端部圆角的半径大0.2-0.4mm。