[發(fā)明專利]一種測量同軸電纜脈沖電壓的電容分壓器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810104039.6
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108152554A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 衛(wèi)兵;梁錦揮;任濟(jì);王杰;康軍軍;傅貞;王治;丁瑜;蔡坡濤;張?jiān)?/a>;李勇;姚斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: G01R15/06
• 分類號: G01R15/06
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長明;韓志英

本發(fā)明公開了一種測量同軸電纜脈沖電壓的電容分壓器，所述的電容分壓器中的底座Ⅰ和底座Ⅱ分別位于被測同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體以及被測電纜絕緣的兩側(cè)，使用螺釘鎖緊，使底座Ⅰ和底座Ⅱ的半圓槽環(huán)抱在被測電纜絕緣的外側(cè)。被測同軸電纜的外導(dǎo)體連接于底座Ⅰ和底座Ⅱ形成的組合體的兩側(cè)。保證了被測電纜絕緣性能以及阻抗的一致性。以電阻補(bǔ)償電容電極和底座Ⅲ的中心孔內(nèi)壁為電極，以補(bǔ)償電容絕緣為介質(zhì)，構(gòu)成電阻補(bǔ)償電容，擴(kuò)展了電容分壓器的高低頻響應(yīng)能力，適用于快前沿脈沖信號的測量；當(dāng)調(diào)整電極箔為翼形結(jié)構(gòu)，增大電極箔的尺寸時(shí)，又能夠有效拓展電容分壓器的低頻特性。該電容分壓器適用于測量同軸電纜中傳輸?shù)拿}沖高電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于脈沖高電壓測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測量同軸電纜脈沖電壓的電容分壓器。

背景技術(shù)

在脈沖高電壓測量中，電容分壓器是常用的測量手段。對于脈沖信號探測器，頻率響應(yīng)范圍是決定測量結(jié)果正確性的關(guān)鍵因素。只有頻響范圍滿足要求的電容分壓器才能夠正確測量相應(yīng)前沿和脈寬的脈沖信號。由于分布參數(shù)的影響，設(shè)計(jì)高頻和低頻特性兼顧的電容分壓器是困難的。例如，現(xiàn)有的用于測量脈寬為百納秒量級的電容分壓器高頻特性只能適應(yīng)前沿慢于10 ns量級的信號測量，參見《一種電容補(bǔ)償型高壓電容分壓器的設(shè)計(jì)》（高景明等，高電壓技術(shù)2007年33卷第6期）和《脈沖功率裝置中電容分壓器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用》（衛(wèi)兵等，高電壓技術(shù)2007年33卷第12期）；而用于測量前沿快于ns量級信號的電容分壓器則通常難以測量脈寬為數(shù)十ns以上的脈沖信號，參見《納秒級不同脈寬的信號對電容分壓器的影響》（歐陽佳等，高電壓技術(shù)2004年30卷第12期）。

在設(shè)計(jì)針對測量同軸電纜傳輸?shù)拿}沖高電壓的電容分壓器時(shí)，除了解決上述問題以外，還需要設(shè)計(jì)相應(yīng)結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)電容分壓器底座與被測電纜的適當(dāng)連接，以保持被測同軸電纜的絕緣性能，并且確保被測電纜阻抗一致，保持被測電纜的傳輸性能不變。目前公開的電容分壓器只給出了原理示意圖，而缺少針對同軸電纜的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不能推廣到工業(yè)應(yīng)用中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種測量同軸電纜脈沖電壓的電容分壓器。

本發(fā)明的測量同軸電纜脈沖電壓的電容分壓器，其特點(diǎn)是，所述的電容分壓器的底座Ⅰ和底座Ⅱ分別位于被測同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體以及被測電纜絕緣的兩側(cè)，使用螺釘鎖緊，使底座Ⅰ和底座Ⅱ的半圓槽環(huán)抱在被測電纜絕緣的外側(cè)，被測同軸電纜的外導(dǎo)體連接于底座Ⅰ和底座Ⅱ形成的組合體的兩側(cè)；絕緣膜與電極箔從內(nèi)到外依次覆蓋在底座Ⅰ半圓槽中；底座Ⅲ固定在底座Ⅰ的外側(cè)，電阻位于底座Ⅲ中心孔的中軸線上，電阻的一端與電極箔焊接，電阻的另一端與電阻補(bǔ)償電容電極的一端焊接，電阻補(bǔ)償電容電極的另一端與電纜座的芯線連接；所述的電容分壓器獲取的脈沖電壓測量信號通過測試信號電纜傳輸至示波器測試通道記錄。

以所述的被測同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體和電極箔為電極，以所述的被測電纜絕緣為介質(zhì)，構(gòu)成了高壓臂結(jié)構(gòu)電容。

以所述的電極箔和底座Ⅰ為電極，以絕緣膜為介質(zhì)，構(gòu)成了低壓臂結(jié)構(gòu)電容。

以所述的電阻補(bǔ)償電容電極和底座Ⅲ的中心孔內(nèi)壁為電極，以所述的補(bǔ)償電容絕緣為介質(zhì)，構(gòu)成了電阻補(bǔ)償電容。

所述的電極箔沿底座Ⅰ的半圓槽兩側(cè)延展，形成翼形結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的測量同軸電纜脈沖電壓的電容分壓器中的底座Ⅰ和底座Ⅱ的半圓槽環(huán)抱在被測電纜絕緣的外側(cè)。被測同軸電纜的外導(dǎo)體連接于底座Ⅰ和底座Ⅱ形成的組合體的兩側(cè)。該結(jié)構(gòu)保證了被測電纜絕緣性能，并且保持了被測同軸電纜阻抗的一致性，實(shí)現(xiàn)了被測同軸電纜中脈沖高電壓信號的保真?zhèn)鬏敗ｋ娮柩a(bǔ)償電容擴(kuò)展了電容分壓器的高頻響應(yīng)能力，適用于快前沿脈沖信號的測量；調(diào)整電極箔為翼形結(jié)構(gòu)后，增大了電極箔的尺寸，能夠有效拓展電容分壓器的低頻特性。本發(fā)明的測量同軸電纜脈沖電壓的電容分壓器具有頻率響應(yīng)范圍寬的特點(diǎn)，適合安裝在高壓同軸電纜上，測量其傳輸?shù)拿}沖高電壓。

附圖說明