[发明专利]一种用于紧凑型Marx发生器的高压水电阻

说明书

本发明涉及Marx发生器技术领域，具体而言，涉及一种用于紧凑型Marx发生器的高压水电阻。该水电阻包括柔性外筒和安装于柔性外筒内的两个堵头电极；每个堵头电极的一端的横截面直径与柔性外筒的内径相等，并且两个堵头电极的一端的外侧壁与柔性外筒的内壁密封抵接；两个堵头电极的一端间隔的相对布置，位于两个堵头电极之间的柔性外筒内设有电解质溶液；每个堵头电极的一端设有沿其轴向凹陷的凹槽。本发明的高压水电阻，具有体积小、重量轻、功率容量大、耐高压等优点，并且安装使用过中过程中残存和析出的气体，可进入凹槽内，防止其影响高压水电阻的特性。

技术领域

本发明涉及Marx发生器技术领域，具体而言，涉及一种用于紧凑型Marx发生器的高压水电阻。

背景技术

对于紧凑型Marx发生器，尤其是在前沿陡化的纳秒级Marx发生器而言，电阻器是其主要部件。

脉冲功率技术中的Marx发生器使用的电容器数量大，火花开关数与之相当或略少，考虑到发生器的R-C充电特性以及大量火花开关长时间充电易发生自放电，充电电压达到几十千伏，从而希望较快速充电的要求，所以充电功率相当可观，Marx发生器中电阻器的选用必须充分考虑功率容量。

目前最普遍使用的一种电阻器是以电解溶液作为导电体，称为“水电阻”，其优点是功率容量大，阻值范围大，柔韧性好，适应性强；缺点是受温度影响较大，安装使用过程中易于残存和析出气体，对电阻特性造成影响。

另外，由于电解质溶液的体积变化，导致一般的水电阻外壁受到的压力也发生变化，从而导致电阻外壁容易老化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于紧凑型Marx发生器的高压水电阻。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供的一种用于紧凑型Marx发生器的高压水电阻，包括柔性外筒和安装于所述柔性外筒内的两个堵头电极；每个所述堵头电极的一端的外侧壁与所述柔性外筒的内壁密封抵接；两个所述堵头电极的一端间隔的相对布置，位于两个所述堵头电极之间的所述柔性外筒内设有电解质溶液；每个所述堵头电极的一端设有沿其轴向凹陷的凹槽。

本发明的上述技术方案的有益效果为：凹槽可以对电解质溶液起到体积补偿作用；高压电阻在每次工作时，由电阻升温会导致电解质溶液的体积发生变化，当电解质溶液的体积变大时，可流入凹槽中，实现体积补偿；同时，安装使用过中过程中残存和析出的气体，可进入凹槽内，防止其影响高压水电阻的特性。

本发明还可通过以下进一步技术方案实现：

所述柔性外筒的材质为可弹性形变的材质，两个所述堵头电极的一端的外侧壁与所述柔性外筒的内壁过盈配合。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于：一方面能够实现与堵头电极的过盈配合，使两者之间的连接具有更好的密封性，另一方面可以使柔性外筒具有一定的形变范围，使得电解质溶液的体积增加时，柔性外筒可以一定程度适应增加的体积，使其承受的压力降低，不易老化。

进一步，所述高压水电阻的功率容量Q1如公式(I)所示：

Q1＝V1×Q (I)；

其中，V1为所述电解质溶液的体积，Q为每次工作中，高压水电阻的温升范围在0～10℃内，每升电解质溶液(2)消耗的能量，其值小于或等于40kJ/L。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于：在每次工作中，电阻的温升范围应在10℃以内，当电阻为溶液时，符合上述温度升温限制的能量消耗为，每升溶液在每次工作中消耗的能量小于或等于40kJ。

进一步，所述电解质溶液的体积V1为两个所述堵头电极的一端端面之间的空间体积。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于：这样，凹槽的体积可空出作为缓冲气室。