[发明专利]一种测量同轴电缆脉冲电压的电容分压器

说明书

本发明公开了一种测量同轴电缆脉冲电压的电容分压器，所述的电容分压器中的底座Ⅰ和底座Ⅱ分别位于被测同轴电缆的内导体以及被测电缆绝缘的两侧，使用螺钉锁紧，使底座Ⅰ和底座Ⅱ的半圆槽环抱在被测电缆绝缘的外侧。被测同轴电缆的外导体连接于底座Ⅰ和底座Ⅱ形成的组合体的两侧。保证了被测电缆绝缘性能以及阻抗的一致性。以电阻补偿电容电极和底座Ⅲ的中心孔内壁为电极，以补偿电容绝缘为介质，构成电阻补偿电容，扩展了电容分压器的高低频响应能力，适用于快前沿脉冲信号的测量；当调整电极箔为翼形结构，增大电极箔的尺寸时，又能够有效拓展电容分压器的低频特性。该电容分压器适用于测量同轴电缆中传输的脉冲高电压。

技术领域

本发明属于脉冲高电压测量技术领域，具体涉及一种测量同轴电缆脉冲电压的电容分压器。

背景技术

在脉冲高电压测量中，电容分压器是常用的测量手段。对于脉冲信号探测器，频率响应范围是决定测量结果正确性的关键因素。只有频响范围满足要求的电容分压器才能够正确测量相应前沿和脉宽的脉冲信号。由于分布参数的影响，设计高频和低频特性兼顾的电容分压器是困难的。例如，现有的用于测量脉宽为百纳秒量级的电容分压器高频特性只能适应前沿慢于10 ns量级的信号测量，参见《一种电容补偿型高压电容分压器的设计》（高景明等，高电压技术2007年33卷第6期）和《脉冲功率装置中电容分压器的设计和应用》（卫兵等，高电压技术2007年33卷第12期）；而用于测量前沿快于ns量级信号的电容分压器则通常难以测量脉宽为数十ns以上的脉冲信号，参见《纳秒级不同脉宽的信号对电容分压器的影响》（欧阳佳等，高电压技术2004年30卷第12期）。

在设计针对测量同轴电缆传输的脉冲高电压的电容分压器时，除了解决上述问题以外，还需要设计相应结构以实现电容分压器底座与被测电缆的适当连接，以保持被测同轴电缆的绝缘性能，并且确保被测电缆阻抗一致，保持被测电缆的传输性能不变。目前公开的电容分压器只给出了原理示意图，而缺少针对同轴电缆的具体结构设计，不能推广到工业应用中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测量同轴电缆脉冲电压的电容分压器。

本发明的测量同轴电缆脉冲电压的电容分压器，其特点是，所述的电容分压器的底座Ⅰ和底座Ⅱ分别位于被测同轴电缆的内导体以及被测电缆绝缘的两侧，使用螺钉锁紧，使底座Ⅰ和底座Ⅱ的半圆槽环抱在被测电缆绝缘的外侧，被测同轴电缆的外导体连接于底座Ⅰ和底座Ⅱ形成的组合体的两侧；绝缘膜与电极箔从内到外依次覆盖在底座Ⅰ半圆槽中；底座Ⅲ固定在底座Ⅰ的外侧，电阻位于底座Ⅲ中心孔的中轴线上，电阻的一端与电极箔焊接，电阻的另一端与电阻补偿电容电极的一端焊接，电阻补偿电容电极的另一端与电缆座的芯线连接；所述的电容分压器获取的脉冲电压测量信号通过测试信号电缆传输至示波器测试通道记录。

以所述的被测同轴电缆的内导体和电极箔为电极，以所述的被测电缆绝缘为介质，构成了高压臂结构电容。

以所述的电极箔和底座Ⅰ为电极，以绝缘膜为介质，构成了低压臂结构电容。

以所述的电阻补偿电容电极和底座Ⅲ的中心孔内壁为电极，以所述的补偿电容绝缘为介质，构成了电阻补偿电容。

所述的电极箔沿底座Ⅰ的半圆槽两侧延展，形成翼形结构。

本发明的测量同轴电缆脉冲电压的电容分压器中的底座Ⅰ和底座Ⅱ的半圆槽环抱在被测电缆绝缘的外侧。被测同轴电缆的外导体连接于底座Ⅰ和底座Ⅱ形成的组合体的两侧。该结构保证了被测电缆绝缘性能，并且保持了被测同轴电缆阻抗的一致性，实现了被测同轴电缆中脉冲高电压信号的保真传输。电阻补偿电容扩展了电容分压器的高频响应能力，适用于快前沿脉冲信号的测量；调整电极箔为翼形结构后，增大了电极箔的尺寸，能够有效拓展电容分压器的低频特性。本发明的测量同轴电缆脉冲电压的电容分压器具有频率响应范围宽的特点，适合安装在高压同轴电缆上，测量其传输的脉冲高电压。

附图说明