CN111487453A - 一种高压电气信号真空馈通装置及电位计 - Google Patents

一种高压电气信号真空馈通装置及电位计 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压电气信号真空馈通装置，包括：第一真空法兰、绝缘套管、馈通连接器及高压电气信号线，馈通连接器部分套接在所述第一真空法兰一端；高压电气信号线依次贯穿所述馈通连接器的金属电极、第一真空法兰、绝缘套管，并延伸至绝缘套管外部。通过实施本发明，将多个高压电气信号集成在一个真空法兰上，通过绝缘介质将电气信号和真空腔体之间进行整体绝缘，避免每个高电压电气信号和真空腔体之间进行单独绝缘处理，简单、经济、稳定的实现将高压电气信号引入真空腔体的电气馈通需求。

Description

一种高压电气信号真空馈通装置及电位计
技术领域
本发明涉及电真空技术领域，具体涉及一种高压电气信号真空馈通装置及电位计。
背景技术
目前，针对高压电气信号采用多个金属电极，对每个电极做独立的对地绝缘，但此方法需要对每个电极做对地绝缘，绝缘水平要求较高，为保证绝缘水平，电极尺寸较大，需要多个法兰或一个足够大面积的法兰，并且需要对电极进行合理的排布来缓和电场，因此结构复杂，造价昂贵，且每个电极和腔体之间容易放电，影响正常的信号馈通，由于每个电极之间引入了较大的绝缘介质，信号衰减严重，并且容易引入外界干扰。
发明内容
因此，本发明提供的一种高压电气信号真空馈通装置及电位计，避免现有技术中高压电气信号的每个电极进行单独绝缘处理，简单、经济、稳定的实现将高压电气信号电极的电气馈通需求。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明实施例提供一种高压电气信号真空馈通装置，包括：第一真空法兰、绝缘套管、馈通连接器及高压电气信号线，馈通连接器部分套接在所述第一真空法兰一端；高压电气信号线依次贯穿所述馈通连接器的金属电极、第一真空法兰、绝缘套管，并延伸至绝缘套管外部。
在另一实施例中，高压电气信号真空馈通装置还包括：第二真空法兰，第一真空法兰与第二真空法兰之间通过绝缘套管真空密封连接；高压电气信号线依次贯穿所述馈通连接器的金属电极、第一真空法兰、绝缘套管和第二真空法兰，并延伸至第二真空法兰外部。
在一实施例中，所述金属电极为多针孔的金属电极。
在一实施例中，所述多针孔之间通过绝缘介质进行电气隔离。
在一实施例中，所述金属电极和馈通连接器的尺寸大小、位置排布根据高压电气信号线之间的电位差和电流大小确定。
在一实施例中，所述金属电极之间的电气绝缘强度高于高压电气信号线之间的电位差的最大值并留有一定裕度。
在一实施例中，所述馈通连接器的高压电气信号包括：电压、电流、功率。
第二方面，本发明实施例提供一种电位计，包括：电位计本体、电位计探头、真空腔体及本发明实施例第一方面所述的高压电气信号真空馈通装置，所述电位计本体通过高压电气信号真空馈通装置与电位计探头连接，第二真空法兰与所述真空腔体密封连接，使电位计探头置于所述真空腔体内。
第三方面，本发明实施例提供一种电位计，包括：电位计本体、电位计探头、真空腔体及本发明实施例第一方面所述的高压电气信号真空馈通装置，所述电位计本体通过高压电气信号真空馈通装置与电位计探头连接，绝缘套管与所述真空腔体密封连接，使电位计探头置于所述真空腔体内。
在一实施例中，所述绝缘套管的电气绝缘强度高于高电压电气信号线和真空腔体之间的电位差的最大值并留有一定裕度。
本发明技术方案，具有如下优点：
1、本发明提供的高压电气信号真空馈通装置，将多个高压电气信号集成在一个真空法兰上，通过绝缘介质和真空腔体之间进行单独绝缘处理，避免每个高电压电气信号和真空腔体之间进行单独绝缘处理，简单、经济、稳定的实现将高压电气信号引入真空腔体的电气馈通需求。
2、本发明提供的电位计，包括：电位计本体、电位计探头、真空腔体及本发明提供的高压电气信号真空馈通装置，电位计本体通过高压电气信号真空馈通装置与电位计探头连接，将绝缘套管或第二真空法兰与真空腔体密封连接，使电位计探头置于真空腔体内，本发明提供的电位计，通过增加高压电气信号线与真空腔体之间的绝缘距离，将多根信号线集成在一个真空法兰上，实现真空环境中的表面电位测量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种高压电气信号真空馈通装置的一个具体示例的前视图；
图2为本发明实施例提供的一种高压电气信号真空馈通装置的一个具体示例的左视图；
图3为本发明实施例提供的一种高压电气信号真空馈通装置的另一个具体示例的前视图；
图4为本发明实施例提供的一种电位计信号馈通连接的一个连接图；
图5为本发明实施例提供的一种电位计信号馈通连接的另一个连接图；
图6为本发明实施例提供的一种电位计信号馈通连接的实测真空中环氧树脂(ER)表面的电位变化曲线图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明实施例提供的一种高压电气信号真空馈通装置，如图1所示，包括：第一真空法兰1、绝缘套管2、馈通连接器4及高压电气信号线5，馈通连接器4部分套接在所述第一真空法兰1一端；高压电气信号线5依次贯穿所述馈通连接器4的金属电极6、第一真空法兰1、绝缘套管2，并延伸至绝缘套管2外部。
如图2所示的为高压电气信号真空馈通装置的左视图，其中，高压电气信号线5和金属电极6电气连接，金属电极6为馈通连接器4的一部分，金属电极6和馈通连接器4之间要进行密封处理，同时，馈通连接器4和第一真空法兰1、绝缘套管2密封连接，密封方法可以采用焊接，仅以此举例，但是不以此为限，在实际应用中根据实际需求选择相应的密封方式；第一真空法兰1和绝缘套管2的尺寸大小根据高压电气信号线5和接地真空腔体9之间的电位差决定，第一真空法兰1可由两个真空法兰对接并通过螺栓固定密封。
在另一实施例中，如图3所示，高压电气信号真空馈通装置包括：第一真空法兰1、绝缘套管2、第二真空法兰3、馈通连接器4及高压电气信号线5，第一真空法兰1与第二真空法兰3之间通过绝缘套管2真空密封连接；馈通连接器4部分套接在第一真空法兰1的一端；高压电气信号线5依次贯穿馈通连接器4的金属电极6、第一真空法兰1、绝缘套管2和第二真空法兰3，并延伸至第二真空法兰3外部。其中，高压电气信号线5和金属电极6电气连接，金属电极6为馈通连接器4的一部分，金属电极6和馈通连接器4之间要进行密封处理，同时，馈通连接器4和第一真空法兰1、绝缘套管2和第二真空法兰3密封连接，密封方法可以采用焊接，仅以此举例，但是不以此为限，在实际应用中根据实际需求选择相应的密封方式；第一真空法兰1、第二真空法兰3和绝缘套管2的尺寸大小根据高压电气信号线5和接地真空腔体9之间的电位差决定，第一真空法兰1可由两个真空法兰对接并通过螺栓固定密封。
在本发明实施例中，第一真空法兰1、第二真空法兰3的材质可以选用不锈钢、铝等，仅以此举例，但是不以此为限，在实际应用中根据实际需求选择相应的材质。
在本发明实施例中，馈通连接器4可以使用航空插头，仅以此举例，但是不以此为限，在实际应用中根据实际需求选择相应的馈通连接器。
在本发明实施例中，金属电极为多针孔的金属电极6，以适应多路高压电气信号线5。
在本发明实施例中，多针孔之间通过绝缘介质进行电气隔离，各针之间通过绝缘介质进行电气隔离，绝缘介质可以采用树脂、高分子塑料、玻璃等，仅以此举例，但是不以此为限，在实际应用中根据实际需求选择相应的绝缘介质。
在本发明实施例中，金属电极6和馈通连接器4的尺寸大小、位置排布根据高压电气信号线5之间的电位差和电流大小确定。
在本发明实施例中，金属电极6之间的电气绝缘强度高于高压电气信号线之间的电位差的最大值并留有一定裕度，其中，金属电极6之间的绝缘介质材料为树脂、高分子塑料、玻璃等，仅以此举例，但是不以此为限，在实际应用中根据实际需求选择相应的绝缘介质；金属电极6材质为铜、铝等，仅以此举例，但是不以此为限，在实际应用中根据实际需求选择相应的金属电极材质。
在本发明实施例中，馈通连接器4的高压电气信号包括：电压、电流、功率，仅以此举例，但是不以此为限，在实际应用中根据实际需求进行测量馈通连接器的电气信号。
本发明实施例提供一种高压电气信号真空馈通装置，通过将多个高压电气信号在真空法兰上通过绝缘介质和真空腔体进行整体绝缘，避免每个高电压电气信号和真空腔体之间进行单独绝缘处理，简单、经济、稳定的实现将高压电气信号引入真空腔体的电气馈通需求。
实施例2
本发明实施例提供一种电位计，如图4所示，包括：电位计本体7、电位计探头8、真空腔体9及图3所示的高压电气信号真空馈通装置，电位计本体7通过高压电气信号真空馈通装置与电位计探头8连接，第二真空法兰3与真空腔体9密封连接，使电位计探头8置于所述真空腔体9内。密封方法可以采用金属密封圈、焊接等，仅以此举例，但是不以此为限，在实际应用中根据实际需求选择相应的密封方法，使电位计探头8置于真空腔体内9，同时，将多个高压电气信号线5作为整体进行绝缘隔离，简单并经济的实现将多路高压电气信号引入真空腔体。
本发明实施例提供一种电位计，如图5所示，包括：电位计本体7、电位计探头8、真空腔9体及图1所示的高压电气信号真空馈通装置，电位计本体7通过高压电气信号真空馈通装置与电位计探头8连接，绝缘套管2与真空腔体9密封连接，可以直接焊接在真空腔体9上，仅以此举例，但是不以此为限，在实际应用中根据实际需求选择相应的密封方式，使电位计探头置于所述真空腔体9内，同时，将多个高压电气信号作为整体进行绝缘隔离，简单并经济的实现将多路高压电气信号引入真空腔体。
在本发明实施例中，如图4、图5所示电位计的绝缘套管2的电气绝缘强度高于高电压电气信号线5和真空腔体9之间的电位差的最大值并留有一定裕度，绝缘套管材质为陶瓷、玻璃等，仅以此举例，但是不以此为限，在实际应用中根据实际需求选择绝缘套管的材质。
在本发明实施例中，针对表面电位计(Trek 341B)的电气信号线的真空馈通需求，选取航空插头作为馈通连接器，该电位计的本体和探头之间通过5根电气信号线连接，电气信号线5和接地真空腔体9之间的对地电位差最高为25kV，电气信号线5之间电位差最高为几百伏，因此，选取5针航空插头，各针之间的电气绝缘强度为1.5kV(DC)，电气信号线和航空插头一端电气连接，航空插头另一端和第一真空法兰1连接，实现电气信号的真空贯通。绝缘套管2选用电气绝缘强度为60kV(DC)的陶瓷套管，真空法兰为CF100，材质为SUS304，通过本实施例，完成5路电气信号真空馈通后，将电位计的探头安装在真空腔体内，实现真空环境中的表面电位测量，如图6所示，实测真空中环氧树脂(ER)表面的电位变化曲线，输出电位信号实测结果正常稳定，无干扰。
将五路电气信号真空馈通后，可将电位计的探头8安装在真空腔体9内，实现真空环境中的表面电位测量。实测结果如图3所示，输出电位信号正常稳定，无干扰。
本发明实施例提供一种电位计，通过增加高压电气信号线与真空腔体之间的绝缘距离，将多个高压电气信号在真空法兰上通过绝缘介质和真空腔体进行整体绝缘，防止高压电气信号线与真空腔体的放电，实现真空环境中的表面电位测量。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种高压电气信号真空馈通装置，其特征在于，包括：
第一真空法兰、绝缘套管、馈通连接器及高压电气信号线，馈通连接器部分套接在所述第一真空法兰一端；
高压电气信号线依次贯穿所述馈通连接器的金属电极、第一真空法兰、绝缘套管，并延伸至绝缘套管外部。
2.根据权利要求1所述的高压电气信号真空馈通装置，还包括：第二真空法兰，
第一真空法兰与第二真空法兰之间通过绝缘套管真空密封连接；
高压电气信号线依次贯穿所述馈通连接器的金属电极、第一真空法兰、绝缘套管和第二真空法兰，并延伸至第二真空法兰外部。
3.根据权利要求1或2所述的高压电气信号真空馈通装置，所述金属电极为多针孔的金属电极。
4.根据权利要求3所述的高压电气信号真空馈通装置，所述多针孔之间通过绝缘介质进行电气隔离。
5.根据权利要求1或2所述高压电气信号真空馈通装置，所述金属电极和馈通连接器的尺寸大小、位置排布根据高压电气信号线之间的电位差和电流大小确定。
6.根据权利要求1或2所述的高压电气信号真空馈通装置，所述金属电极之间的电气绝缘强度高于高压电气信号线之间的电位差的最大值并留有一定裕度。
7.根据权利要求1或2所述的高压电气信号真空馈通装置，所述馈通连接器的高压电气信号包括：电压、电流、功率。
8.一种电位计，其特征在于，包括：电位计本体、电位计探头、真空腔体及权利要求2-7任一所述的高压电气信号真空馈通装置，所述电位计本体通过高压电气信号真空馈通装置与电位计探头连接，第二真空法兰与所述真空腔体密封连接，使电位计探头置于所述真空腔体内。
9.一种电位计，其特征在于，包括：电位计本体、电位计探头、真空腔体及权利要求1、3-7任一所述的高压电气信号真空馈通装置，所述电位计本体通过高压电气信号真空馈通装置与电位计探头连接，绝缘套管与所述真空腔体密封连接，使电位计探头置于所述真空腔体内。
10.根据权利要求8或9所述的电位计，其特征在于，所述绝缘套管的电气绝缘强度高于高电压电气信号线和真空腔体之间的电位差的最大值并留有一定裕度。
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