[发明专利]高压兆伏级组合式低电感中储电容器及电磁脉冲模拟器

说明书

本发明公开了一种高压兆伏级组合式低电感中储电容器，其包括高压极连接板、低压极连接板以及M条中储电容臂；高压极连接板和低压极连接板平行设置；M条中储电容臂位于高压极连接板和低压极连接板之间，且且M条中储电容臂沿圆周方向均匀分布；每条中储电容臂的高压端均与高压极连接板连接，每条中储电容臂的低压端均与低压极连接板连接；中储电容臂包括低压电极屏蔽板、磁压式低压电极、绝缘支撑环、磁压式中间电极、磁压式高压电极、高压电极屏蔽板以及绝缘筒；本发明的中储电容器结构有效的平衡了绝缘性能、电容值与电感三者之间关系，提升了电容器的性能指标。

技术领域

本发明涉及一种电容器，主要涉及一种高压兆伏级组合式低电感中储电容器。

背景技术

电磁脉冲模拟器是一种产生快前沿电磁脉冲的装置。其组成示意图如图1所示。一般常采用两级压缩电路来实现，也就是通过Marx电路、中储电路和峰化电路两级脉冲压缩来实现。Marx电路产生几百纳秒的脉冲，中储电路产生几十纳秒脉冲，峰化电路产生几纳秒脉冲。

模拟器典型工作过程是：由初级脉冲产生器1产生一个前沿较慢的高压脉冲，通过高压脉冲输出端2给中储电容器3快速充电，中储电容器3充电到一定电压后，中储开关4击穿，中储电容器3给峰化电容器5快速充电，峰化电容器5充电到一定电压后，输出开关6击穿，快前沿电脉冲通过天线负载7传播，产生快前沿电磁脉冲场。

其中，中储电容器3由系列电容模块串联而成。由于中储电容器的容值一般约几百pF，大部分采用气绝缘，为了使电容值稳定，需要用绝缘型材将陡化电容模块压紧，快前沿电磁脉冲场要求中储电容器电感较小，但同时又需要承受几MV的高电压，因此中储电容器结构的难点在于如何平衡绝缘、电容值与电感之间的关系。

发明内容

为了解决背景技术中指出的中储电容器结构绝缘性能、电容值与电感三者之间关系难以平衡的问题，本发明提出了一种高压兆伏级组合式低电感中储电容器。

同时本发明还提供一个采用高压兆伏级组合式低电感中储电容器的电磁脉冲模拟器。

本发明采用的技术方案：

提供了一种高压兆伏级组合式低电感中储电容器，包括高压极连接板、低压极连接板以及M条中储电容臂；

高压极连接板和低压极连接板平行设置；

M条中储电容臂位于高压极连接板和低压极连接板之间，且M条中储电容臂沿圆周方向均匀分布；M≥2；

每条中储电容臂的高压端均与高压极连接板连接，每条中储电容臂的低压端均与低压极连接板连接；

中储电容臂包括低压电极屏蔽板、磁压式低压电极、绝缘支撑环、磁压式中间电极、磁压式高压电极、高压电极屏蔽板以及绝缘筒；

绝缘筒的上端安装高压电极屏蔽板，下端安装低压电极屏蔽板；

低压电极屏蔽板上表面设置磁压式低压电极；

磁压式低压电极和磁压式高压电极之间设置有多个磁压式中间电极；

其中，最下层的磁压式中间电极下表面与磁压式低压电极的上表面之间、每个相邻两个磁压式中间电极之间、以及最上层的磁压式中间电极的上表面与磁压式高压电极的下表面之间均设置绝缘支撑结构；

绝缘支撑结构包括绝缘薄膜层以及位于绝缘薄膜层上、下表面的绝缘支撑环；

磁压式高压电极的上表面与高压电极屏蔽板接触。

进一步地，上述磁压式高压电极、磁压式中间电极和磁压式低压电极均包括电极环以及嵌装于电极环内的永磁体；

磁压式高压电极和磁压式低压电极内的永磁体磁极相反；

最下层的磁压式中间电极与磁压式低压电极内的永磁体磁极相反；