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锥形绕组在超高压脉冲变压器中的应用

Theapplicationofcone-shapedwindingsinultra-highvoltagepulsetransformers

邹祖娇，江磊，周伟

合肥华耀电子工业有限公司安徽合肥230031

摘要：本文简要地介绍了锥形绕组结构在超高压脉冲变压器应用中的优势，并通过工程实践加以说明。

关键词：锥形绕组，脉冲变压器

中图分类号：TM4文献标识码：B文章编号：1606-7517（2009）05-2-111

高压脉冲变压器广泛应用在高能物理、激光、雷达、

直线电子加速器等技术领域内，由于电压越来越高，对波

形的要求也越来越严，工程实施起来也就越来越难。对于

脉冲电压几百千伏的超高压脉冲变压器来说，传统意义上

的圆筒式绕组结构已不能满足其要求，或者说如果要满足

其要求就必须使用更大的铁芯，占用更大的体积，其经济

性不好。因此，非常有必要尝试采用新型的绕组结构，锥

形结构绕组就是其中较理想的一种。

图1锥形绕组示意图

普通脉冲变压器绕组的层间绝缘厚度是不变的，一般

来说，初级绕组绕制一层，次级绕组绕制一层或几层，而

初次级间的绝缘距离由加在它们之间的最高电压决定。这(1)漏感小：设计脉冲变压器的工程师都知道，漏感

种结构在电压50kV以下的脉冲变压器中应用较合适，如是脉冲变压器的重要参数之一，漏感的大小直接影响着输

果脉冲电压高达几百千伏，其最大绝缘距离较大，如果还出脉冲波形的前沿特性。要减小漏感，除了减小初级匝数

M

采用普通绕组结构的话，首先就要求铁芯有较大的窗宽以和绝缘距离外，增加初次级绕组交替绕制组数也是比较

满足最高电压几百千伏的绝缘，这样铁芯体积较大，在低有效的方法之一，但对于几百千伏的超高压脉冲变压器而

压段部分利用率很低，采用锥形绕组结构就可以避免这种言，初次级绕组交替绕制对耐压绝缘处理很难实现。通过

情况。所谓锥形绕组，就是指初次级绕组间的绝缘厚度δ对比普通结构绕组与锥形绕组的漏感计算公式式1-1和1-2

h

在整个绕组长度上按电压线性变化,保持电压梯度不变，

(H)式1－1

如图1所示

2009.05·111

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锥形绕组漏感计算公式：我们采用不切开铁芯，初次级绕组环氧骨架单层刻槽

绕制，初级绕组20kV绕在铁芯上，次级高压采用锥形绕

(H)式1－2

组架空结构。初次级绕组全部用TEX-E三层绝缘高压线

绕制，避免匝间短路。

δδδll

不难看出，由于很小，与相等，，因此

12m2m1