[发明专利]一种脉冲高压测量装置

权利要求书

1.一种脉冲高压测量装置，其特征在于：包括回路中用作两个串联电容共用电极和测量电极的环形电极，该环形电极两侧各有一个环状端面，一个环状端面侧设有脉冲高压源，另一个环状端面侧设有负载，高压电极和绝缘隔板沿着轴向穿过环形电极的内径连接其两端的脉冲高压源和负载，绝缘隔板包围在高压电极外表面且与高压电极同等长度，绝缘隔板径向位于环形电极和高压电极之间、用于环形电极和高压电极之间的绝缘，由此，环形电极内径表面与高压电极通过绝缘隔板构成了高压端电容；在环形电极两侧的环状端面上从里到外还顺序设有绝缘薄膜、金属法兰，每个绝缘薄膜内侧连接环形电极、外侧连接各自的金属法兰，由此，环形电极的两个侧端面与金属法兰通过环形薄膜构成了一个串联的低压端电容；在环形电极和两个法兰的外侧还包围有环状的、等效为金属密封圈的金属回路盘，该金属回路盘通过密封卡槽固定在脉冲源与负载之间构成回路；该金属回路盘内径为金属法兰外径且金属回路盘内径大于环形电极的外径、与环形电极外表面非接触；所述环形电极通过两侧的金属法兰将脉冲高压源与负载连接，所述高压电极将脉冲高压源输出电压传输到负载。

2.根据权利要求1所述一种脉冲高压测量装置，其特征在于：所述脉冲高压源输出电压160kV，电压波上升时间不大于30ns，电压波脉宽100ns；所述脉冲高压源与同侧的金属法兰之间为气密封结构，所述负载与同侧的金属法兰之间为真空密封结构，所述环形电极采用纯铜材料，所述绝缘隔板采用聚四氟乙烯材料。

3.根据权利要求1所述一种脉冲高压测量装置，其特征在于：所述环形电极内径表面与高压电极通过绝缘隔板构成了高压端电容，该高压电容式中，ε₁＝2.04×10^-13F/cm、为聚四氟乙烯介电常数；l为环形电极的厚度；r_a和r_b分别为绝缘隔板的外径和内径。

4.根据权利要求1所述一种脉冲高压测量装置，其特征在于：环形电极的两个侧端面与金属法兰通过环形薄膜构成低压端电容，该低压端电容S_I为环形电极的横截面积，d_i环形薄膜的厚度，ε₂为环形薄膜的介电常数，为了提高测量信号的信噪比，环形薄膜材料的介电常数要与绝缘隔板的聚四氟乙烯介电常数相当，所以选用聚酰亚胺作为环形薄膜的材料，

ε₂＝2.03×10^-13F/cm。

5.根据权利要求1所述一种脉冲高压测量装置，其特征在于：根据脉冲高压源输出电压峰值160kV的标准，需要衰减17000倍左右才可满足示波器的安全量程，环形电极输出分压比为：其中，l＝2cm，r_a＝14cm，r_b＝2.5cm，d_i＝15μm，S_I＝376.8cm²。