高压脉冲变压器的组合绝缘方法和高压脉冲变压器技术

本申请涉及一种高压脉冲变压器的组合绝缘方法和高压脉冲变压器。所述方法包括：通过在次级线圈组合绝缘支撑筒和输出端组合绝缘筒之间的间隙填充液体绝缘介质，得到第一组合绝缘结构，通过在次级线圈组合绝缘支撑筒和组合绝缘低压端支撑绝缘子之间的间隙填充液体绝缘介质，得到第二组合绝缘结构，通过液体绝缘介质将场强转移至固体介质的方式，能够提高变压器的耐压能力。变压器的耐压能力。变压器的耐压能力。

【技术实现步骤摘要】
高压脉冲变压器的组合绝缘方法和高压脉冲变压器


[0001]本申请涉及变压器
，特别是涉及一种高压脉冲变压器的组合绝缘方法和高压脉冲变压器。

技术介绍

[0002]随着脉冲功率技术应用越来越广泛，特别是军用需求的牵引，追求更高的功率、更强的电压和更大的电流是一个必然的趋势，然而脉冲功率技术中的绝缘问题极大的限制了脉冲功率技术的进一步发展。在很多应用场合下，脉冲功率系统的体积和重量的大小是决定性因素。因此，绝缘问题的解决可以大力推动脉冲功率技术的发展。自Tesla变压器专利技术以来，尤以带磁芯的变压器因为较高的能量转换效率和紧凑型结构得到广泛应用，但是在Tesla变压器的使用过程中，由于绝缘限制造成其输出电压受限，因此应用场景受限。
[0003]在常规Tesla变压器中，由于常常发生对地击穿的情况，导致绝缘失效，如果要解决该问题，需要进一步提升变压器体积和重量，不符合脉冲功率技术小型化、轻量化的发展趋势。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决击穿问题的高压脉冲变压器的组合绝缘方法和高压脉冲变压器。
[0005]一种高压脉冲变压器的组合绝缘方法，所述绝缘支撑包括：
[0006]通过在次级线圈组合绝缘支撑筒和输出端组合绝缘筒之间的间隙填充液体绝缘介质，得到第一组合绝缘结构，采用所述第一组合绝缘结构将次级绕组的场强以及高压端的场强通过所述液体绝缘介质转移至所述次级线圈组合绝缘支撑筒和所述输出端组合绝缘筒，以此对高压脉冲变压器的高压端以及次级绕组进行绝缘保护；其中，所述次级线圈组合绝缘支撑筒和输出端组合绝缘筒之间构成密闭腔体；
[0007]通过在次级线圈组合绝缘支撑筒和组合绝缘低压端支撑绝缘子之间的间隙填充液体绝缘介质，得到第二组合绝缘结构，采用所述第二组合绝缘结构将低压端对地的场强通过所述液体绝缘介质转移至所述组合绝缘低压端支撑绝缘子和所述次级线圈组合绝缘支撑筒，以此对高压脉冲变压器的低压端进行绝缘保护；其中，所述次级线圈组合绝缘支撑筒和组合绝缘低压端支撑绝缘子之间构成密闭腔体。
[0008]一种高压脉冲变压器，采用了上述高压脉冲变压器的组合绝缘方法。
[0009]上述高压脉冲变压器的组合绝缘方法和高压脉冲变压器，基于组合绝缘的思想，设计的绝缘支撑包括三个部分，为输出端组合绝缘筒、次级线圈组合绝缘支撑筒以及组合绝缘低压端支撑绝缘子，输出端组合绝缘筒和次级线圈组合绝缘支撑筒构成第一组合绝缘结构，次级线圈组合绝缘支撑筒以及组合绝缘低压端支撑绝缘子构成第二组合绝缘结构，在实现三个部分的支撑功能时，还实现较好的密封性，并且通过设计需求设置第一组合绝缘结构内填充液体绝缘介质的间距，以及第二组合绝缘结构内填充液体绝缘介质的间距，
使得次级绕组的强场转移至绝缘支撑的固体介质上，从而提高变压器的耐压水平，因此，可以知道，在进行参数设计时，只需要合理设计间距即可，不需要改变变压器的大小和重量。
附图说明
[0010]图1为本专利技术实施例中进行组合绝缘的高压脉冲变压器的总体结构轴向图；
[0011]图2为本专利技术实施例中一种输出端组合绝缘筒示意图，其中(a)为输出端组合绝缘筒轴向剖面三维视图(b)为输出端组合绝缘筒轴向剖面图；
[0012]图3为本专利技术实施例中一种次级线圈组合绝缘支撑筒示意图，其中(a)为次级线圈组合绝缘支撑筒三维视图(b)为次级线圈组合绝缘支撑筒轴向剖面图；
[0013]图4为本专利技术实施例中一种组合绝缘低压端支撑绝缘子示意图，其中(a)为组合绝缘低压端支撑绝缘子轴向剖面三维视图，(b)为组合绝缘低压端支撑绝缘子轴向剖面图；
[0014]图5为本专利技术实施例中双层电介质串联的平行层状结构示意图。
具体实施方式
[0015]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0016]在一个实施例中，如图1所示，提供一种进行本专利技术组合绝缘的高压脉冲变压器的结构图，以下结合附图对本专利技术的各个实施例进行说明。
[0017]其整体外观为圆柱形，主要由1外壳、2磁芯、3初级绕组、4次级绕组、5 绝缘支撑、6液体绝缘介质组成。2磁芯由2
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1外磁芯、2
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2内磁芯组成。3初级绕组由3
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1外接铜柱和3
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2初级绕组组成。4次级绕组由4
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1次级线圈、4
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2输出端以及4
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3内芯芯棒组成。5绝缘支撑由5
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1输出端组合绝缘筒、5
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2次级线圈组合绝缘支撑筒和5
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3组合绝缘低压端支撑绝缘子组成。4
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2输出端连接负载作为Tesla变压器的输出端，定义Tesla变压器的输出端(连接负载的一端)为左端，另一端为右端。左端通过5
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1输出端组合绝缘筒密封，并与脉冲形成线相连。外壳1和5
‑
1输出端组合绝缘筒形成的腔体内部充满液体绝缘介质6。该变压器从外到内分别为1外壳、2
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1外磁芯、3初级绕组、5
‑
1输出端组合绝缘筒、4
‑
1次级线圈、5
‑
2次级线圈组合绝缘支撑筒、2
‑
2内磁芯以及4
‑
3内芯芯棒，以上部分均保持同轴结构。
[0018]具体的，通过在5
‑
2次级线圈组合绝缘支撑筒和5
‑
1输出端组合绝缘筒之间的间隙填充6液体绝缘介质，得到第一组合绝缘结构，采用第一组合绝缘结构将次级绕组的场强以及高压端的场强通过6液体绝缘介质转移至5
‑
2次级线圈组合绝缘支撑筒和5
‑
1输出端组合绝缘筒，以此对高压脉冲变压器的高压端以及次级绕组进行绝缘保护；其中，5
‑
2次级线圈组合绝缘支撑筒和5
‑
1输出端组合绝缘筒之间构成密闭腔体；通过在5
‑
2次级线圈组合绝缘支撑筒和5
‑
3组合绝缘低压端支撑绝缘子之间的间隙填充6液体绝缘介质，得到第二组合绝缘结构，采用第二组合绝缘结构将低压端对地的场强通过6液体绝缘介质转移至5
‑
3组合绝缘低压端支撑绝缘子和5
‑
2次级线圈组合绝缘支撑筒，以此对高压脉冲变压器的低压端进行绝缘保护；其中，次级线圈组合绝缘支撑筒和组合绝缘低压端支撑绝缘子之间构成密闭腔体。
[0019]上述高压脉冲变压器的组合绝缘方法中，基于组合绝缘的思想，设计的绝缘支撑
包括三个部分，为输出端组合绝缘筒、次级线圈组合绝缘支撑筒以及组合绝缘低压端支撑绝缘子，输出端组合绝缘筒和次级线圈组合绝缘支撑筒构成第一组合绝缘结构，次级线圈组合绝缘支撑筒以及组合绝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压脉冲变压器的组合绝缘方法，其特征在于，所述方法包括：通过在次级线圈组合绝缘支撑筒和输出端组合绝缘筒之间的间隙填充液体绝缘介质，得到第一组合绝缘结构，采用所述第一组合绝缘结构将次级绕组的场强以及高压端的场强通过所述液体绝缘介质转移至所述次级线圈组合绝缘支撑筒和所述输出端组合绝缘筒，以此对高压脉冲变压器的高压端以及次级绕组进行绝缘保护；其中，所述次级线圈组合绝缘支撑筒和输出端组合绝缘筒之间构成密闭腔体；通过在次级线圈组合绝缘支撑筒和组合绝缘低压端支撑绝缘子之间的间隙填充液体绝缘介质，得到第二组合绝缘结构，采用所述第二组合绝缘结构将低压端对地的场强通过所述液体绝缘介质转移至所述组合绝缘低压端支撑绝缘子和所述次级线圈组合绝缘支撑筒，以此对高压脉冲变压器的低压端进行绝缘保护；其中，所述次级线圈组合绝缘支撑筒和组合绝缘低压端支撑绝缘子之间构成密闭腔体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输出端组合绝缘筒包括：绝缘筒底部和筒状结构，所述底部用于固定高压脉冲变压器的输出端以及密封，所述筒状结构用于包裹固定高压脉冲变压器的次级绕组和内磁芯，所述输出端组合绝缘筒设置在高压脉冲变压器的初级绕组和次级绕组之间，所述绝缘筒底部设置有中心通孔，所述输出端从所述中心通孔穿过，并且所述中心通孔处设置压环进行密封。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述筒状结构的内部掏空，并呈现圆台状，所述次级线圈组合绝缘支撑筒设置在所述筒状结构内，并且所述次级线圈组合绝缘支撑筒和所述筒状结构之间设置分布变化的间距；所述分布变化的间距是根据填充的液体绝缘介质的介电常数对场强的转移关...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建华，熊超伟，程新兵，陈绒，耿久源，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：