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专利名称：一种大功率高压脉冲水负载的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种大功率高压脉冲水负载，属于电子技术专用设备中大功率高电压设备制造领域。
背景技术：
水负载是一些大功率高电压设备(例如大功率脉冲调制器等)在对设备调试和验收时必不可少的专用设备，用来替代大功率高电压设备的真实负载(例如速调管等大功率电子器件)，模拟真实负载的电气特性。大功率高压脉冲水负载针对所要求承受的功率和电压量级不同及工艺结构的特殊要求，可有多种技术方案实现。这在本专业技术领域里是一种公知公用的技术。现有的大功率高压脉冲水负载由一个具有两个导电极的绝缘体构成。当工作时， 其内部充满流动的导电液，在两端电极间的区域内，导电液呈现额定的电阻值，在导电极加上电压，就有电流产生。因而在这段区域内产生功率耗散，并转换成热能随着流体携出。根据液体流量和进出的温差可计算出受试设备给出的功率值等参数。目前现有调制器水负载耐受功率和电压低，且加工制造困难，不能满足270MW高峰值功率高压脉冲调制器对水负载的技术要求。

实用新型内容针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种耐受功率和电压高的大功率高压脉冲水负载，且便于加工制造。为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现本实用新型包括两根相同的玻璃管和金属U型件，每个玻璃管的两端分别固定有第一连接件和第二连接件，金属U型件通过固定件与第一连接件相连接。上述第一连接件和第二连接件分别采用的是第一金属法兰和第二金属法兰。上述第一金属法兰和第二金属法兰采用的材料均是可伐金属。上述第一金属法兰与金属U型件之间还设有耐油橡胶圈。上述金属U型件采用的材料是黄铜。本实用新型结构设计紧凑合理；本实用新型可稳定可靠地工作。
图1为本实用新型的一实施例结构示意图。图中各标号玻璃管1，第一金属法兰1-1，第二金属法兰1-2，耐油橡胶圈1-3，固定件1-4，金属U型件2，油封盖板3，进水端口法兰3-1，出水端口法兰3-2。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式
，进一步阐述本实用新型。本实施例以安装在油浸式脉冲变压器油箱中为例进行说明。参见图1，本实用新型包括两根相同的玻璃管1和一个金属U型件2，两根玻璃管 1并行竖直排放。在油浸式脉冲变压器的油封盖板3上焊接有与两玻璃管1上端相对应的进水端口法兰3-1和出水端口法兰3-2。现有技术，例如中国科学院高能物理研究所的350kV、150MW调制器水负载采用的是微晶玻璃，其介电特性和机械强度好，但制管很难且不好与可伐金属件焊接，必须用钨钼、钨铜两种材料过渡焊接，因而制成品加工成本昂贵。普通玻璃击穿强度只有8 9kV/ mm，至于表面击穿强度更要差一个数量级，显然不能选用。本实用新型选用玻璃管1材质为南京三乐玻璃陶瓷有限责任公司产品系列中第17#玻璃，其介电特性高于普通玻璃，膨胀系数低且易于与可伐金属件焊接。处于高电位的金属U型件2，其外部形状要圆滑，不得有尖刺、棱角，以利于提高耐压；金属U型件2曾经用紫铜管打弯制作，因表面加工出现折皱开裂而放弃，最终采用黄铜精细机械加工完成。玻璃管1和金属U型件2的设计和加工是保证水负载耐受大功率和高电压的两个关键件。玻璃的材质、管的长度、内径、壁厚以及金属U型件2内、外的形状都是在设计和加工中必须考虑的重点。每个玻璃管1的下端口焊接有第一连接件，金属U型件2通过固定件1-4与第一连接件相连接；每个玻璃管1的上端口焊接有第二连接件。本实施例中，第一连接件采用的是第一金属法兰1-1，第二连接件采用的是第二金属法兰1-2。第一金属法兰1-1采用耐油橡胶圈1-3与金属U型件2密封连接，该部分电气上处于负450kV高电位；使用时，第二金属法兰1-2通过固定件1-4与油封盖板3相连接，并采用耐油橡胶圈1-3进行密封，电气上这部分处于地电位。为保证不发生玻璃管1表面电压击穿和爬电现象，玻璃管1有效绝缘长度选取留有适当裕量，玻璃管1的材质、内径和壁厚选取除要保证进出水温差小于20°C和60L/min的流量，及管壁承受的压强要求外，还要根据实际加工工艺情况综合考虑确定。本实施例中，固定件1-4采用的均是螺栓。本实用新型的操作过程如下整个水负载的零部件齐套组装完成后，首先通过4kg/cm2的耐水压试验，然后与水冷系统连接，进行流量、温度、压力的循环及联锁保护等试验，最后装入油浸式脉冲变压器油箱与调制器整机联调。在与调制器正式联调试验时，要对水负载里的循环水进行溶液调配，即在纯水中加入适量的洗衣粉，使溶液电导率达到额定值，则在玻璃管1有效区域内(即每个玻璃管1 的第一金属法兰1-1与第二金属法兰1-2端面间液体)就构成额定值的电阻负载，当负高压加到金属U型件2上时，就给这段电阻负载加热。必须确保管道内液体流动畅通，把热量及时带走，否则玻璃管1内液体温度急剧升高，液体汽化，压力骤增。如果玻璃管1爆裂，故障将产生极为严重的后果。[0028]水负载长期运行结果表明，该水负载满足结构和电性能的技术条件要求，工作安全可靠。电气性能测试数据见表1 表3 表1 脉冲重复频率Fr = 10Hz，等效脉冲宽度τ = 5. 5 μ s测试时间2008年1月10日表 1
脉冲高压电压 ^脉冲电流^ _(KV)__(A)
173228
_258__368
_340__492
_436_ 588表2 脉冲重复频率Fr = 25Hz，等效脉冲宽度τ = 5. 5 μ s测试时间2008年1月10日表 2
脉冲高压电压 ^脉冲电流^ _(KV)__(A)
_181__236
_276__364
_368__488
_450_ 604表3 脉冲重复频率Fr = 50Hz，等效脉冲宽度τ = 5. 5 μ s测试时间2008年1月10日表 3
脉冲高压电压 ^脉冲电流^ _(KV)__(A)
_180__246
_276__396
_348__524
_450__605以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.一种大功率高压脉冲水负载，其特征在于，包括两根相同的玻璃管(1)和金属U型件O)，所述每个玻璃管(1)的两端分别固定有第一连接件和第二连接件，所述金属U型件 (2)通过固定件(1-4)与第一连接件相连接。
2.根据权利要求1所述的大功率高压脉冲水负载，其特征在于，所述第一连接件和第二连接件分别采用的是第一金属法兰(1-1)和第二金属法兰(1-2)。
3.根据权利要求2所述的大功率高压脉冲水负载，其特征在于，所述第一金属法兰 (1-1)和第二金属法兰(1-2)采用的材料均是可伐金属。
4.根据权利要求2所述的大功率高压脉冲水负载，其特征在于，所述第一金属法兰 (1-1)与金属U型件(2)之间还设有耐油橡胶圈(1-3)。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的大功率高压脉冲水负载，其特征在于，所述金属 U型件( 采用的材料是黄铜。
专利摘要本实用新型公开了一种大功率高压脉冲水负载，包括两根相同的玻璃管(1)和金属U型件(2)，所述每个玻璃管(1)的两端分别固定有第一连接件和第二连接件，所述金属U型件(2)通过固定件(1-4)与第一连接件相连接。本实用新型结构设计紧凑合理；本实用新型可稳定可靠地工作。
文档编号G01R1/28GK202285024SQ20112040760
公开日2012年6月27日 申请日期2011年10月24日 优先权日2011年10月24日
发明者祖希勇, 蒋家应 申请人:南京鑫轩电子系统工程有限公司