本發(fā)明屬于脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Tesla變壓器次級線圈通斷測量方法。

背景技術(shù)：

Tesla變壓器是脈沖功率技術(shù)中常用的一種脈沖升壓裝置，Tesla變壓器通常是一種同軸結(jié)構(gòu)的雙諧振脈沖變壓器，它保持了普通脈沖變壓器重頻運(yùn)行能力強(qiáng)和能量轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)同軸結(jié)構(gòu)使得次級線圈上的電壓分布與同軸線中的電勢分布非常接近，極大地降低了高壓次級線圈對地的分布電容。此外，Tesla變壓器可以不依賴磁芯工作，其升壓變比可不受磁芯非線性效應(yīng)的影響。因此，Tesla變壓器在一定程度上避免了常規(guī)脈沖變壓器的缺陷，從而得到廣泛應(yīng)用。

Tesla變壓器的次級工作電壓通常在100kV到MV量級，為了減小體積，一般具有密封結(jié)構(gòu)，內(nèi)部充變壓器油或高壓氣體以提高絕緣能力。Tesla變壓器的次級線圈一端連接于金屬外殼，而另一端(高壓端)則連接于內(nèi)部金屬筒，這使得系統(tǒng)裝配完成后無法直接測量次級線圈的通斷狀態(tài)。而由于Tesla變壓器為實(shí)現(xiàn)高變比的特性，次級線圈通常由較細(xì)的漆包線繞制，且處于高壓電場中，在工作時(shí)特別是在重復(fù)頻率狀態(tài)下易因擊穿等原因而斷開。斷開的次級線圈在初級電流的激勵下仍然會產(chǎn)生高壓并將斷開處擊穿導(dǎo)通，且電容次級充電電壓波形無明顯變化，無法直觀判斷次級線圈通斷。但斷開處的擊穿會使得變壓器內(nèi)的變壓器油等絕緣介質(zhì)受到污染而降低絕緣能力，容易引起進(jìn)一步的擊穿現(xiàn)象，使得故障擴(kuò)大化，輸出脈沖電壓降低或燒毀電控系統(tǒng)等。因而，在不拆裝設(shè)備的情況下測量Tesla變壓器次級線圈通斷狀態(tài)有現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種Tesla變壓器次級線圈通斷測量方法，能夠在不拆裝設(shè)備的情況下方便地測量Tesla變壓器次級線圈的通斷狀態(tài)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種Tesla變壓器次級線圈通斷測量方法，包括以下步驟：

第一步，在Tesla變壓器次級線圈低壓端裝配位置通過密封、絕緣結(jié)構(gòu)將次級線圈低壓端引出；

第二步，正常工作時(shí)，將Tesla變壓器次級線圈低壓端通過短路接頭與Tesla變壓器外殼連接；

第三步，測量Tesla變壓器次級線圈通斷時(shí)，從外部取下次級線圈短路接頭，此時(shí)次級回路等效電為串聯(lián)的電阻R、電感L和次級電容C，測量通斷時(shí)次級回路在不同頻率下其阻抗曲線；在Tesla變壓器次級線圈低壓端和Tesla變壓器外殼間施加不同頻率的正弦信號，則該信號負(fù)載為次級線圈和次級電容C的串聯(lián)電路；對于正常的Tesla變壓器次級線圈，Tesla變壓器次級回路在諧振頻率f_r附近呈現(xiàn)低阻狀態(tài)，對其它頻率則呈高阻狀態(tài)；而對斷掉的Tesla變壓器次級線圈，則在整個(gè)測量過程中呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，通過不同頻率下低阻狀態(tài)呈現(xiàn)與否判斷線圈通斷；

對于已知次級回路諧振頻率的Tesla變壓器，直接施加諧振頻率信號，如次級回路呈現(xiàn)低阻抗?fàn)顟B(tài)，即低于kΩ量級，則判定次級線圈未斷開，如次級回路呈現(xiàn)高阻抗?fàn)顟B(tài)，即高于MΩ量級，即判斷線圈已斷開。

所述的正弦信號信號源頻率從1kHz到1MHz覆蓋Tesla變壓器次級回路諧振頻率。

所述正弦信號信號源包括掃頻信號源和頻率為次級回路諧振頻率的單頻信號源。

所述的正弦信號信號源包括阻抗測量儀。

所述的一種Tesla變壓器次級線圈通斷測量方法適用于單筒和雙筒Tesla變壓器。

本發(fā)明的有益效果為：

通過密封、屏蔽接頭將次級線圈低壓端從Tesla變壓器內(nèi)部引出，正常工作時(shí)通過短路接頭將其與變壓器外殼短接，不影響Tesla變壓器工作狀態(tài)。測量次級線圈通斷時(shí)斷開次級線圈與變壓器外殼，并在次級線圈低壓端和外殼間施加不同頻率正弦信號觀察是否出現(xiàn)低阻狀態(tài)；或直接施加次級回路諧振頻率信號，通過次級回路的阻抗高低即可判斷線圈通斷。本發(fā)明實(shí)施方法簡單，對測量Tesla變壓器次級線圈的通斷具有實(shí)用意義。

附圖說明

圖1為測量次級線圈通斷時(shí)等效電路圖。

圖2為測量通斷時(shí)次級回路不同頻率下阻抗曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明。

一種Tesla變壓器次級線圈通斷測量方法，包括以下步驟：

第一步，在Tesla變壓器次級線圈低壓端裝配位置通過密封、絕緣結(jié)構(gòu)將次級線圈低壓端引出；

第二步，正常工作時(shí)，將Tesla變壓器次級線圈低壓端通過短路接頭與Tesla變壓器外殼連接，由于連接處的電感L和電阻R與次級線圈相比均差幾個(gè)數(shù)量級，所以工作時(shí)連接處的阻抗對Tesla變壓器工作狀態(tài)的影響忽略；

第三步，測量Tesla變壓器次級線圈通斷時(shí)，從外部取下次級線圈短路接頭，此時(shí)次級回路等效電為串聯(lián)的電阻R、電感L和次級電容C，如圖1所示，測量通斷時(shí)次級回路在不同頻率下其阻抗曲線，如圖2所示；在Tesla變壓器次級線圈低壓端和Tesla變壓器外殼間施加不同頻率的正弦信號，則該信號負(fù)載為次級線圈和次級電容C的串聯(lián)電路，由于Tesla變壓器具有高變比且在測量過程中Tesla變壓器初級回路開關(guān)呈高阻狀態(tài)，所以Tesla變壓器初級電路對信號源負(fù)載的影響忽略；對于正常的Tesla變壓器次級線圈，Tesla變壓器次級回路在諧振頻率f_r附近呈現(xiàn)低阻狀態(tài)，對其它頻率則呈高阻狀態(tài)；而對斷掉的Tesla變壓器次級線圈，則在整個(gè)測量過程中呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，通過不同頻率下低阻狀態(tài)呈現(xiàn)與否判斷線圈通斷；Tesla變壓器充電時(shí)間從μs量級到百μs量級，正弦信號信號源頻率從1kHz到1MHz覆蓋Tesla變壓器次級回路諧振頻率；

對于已知次級回路諧振頻率的Tesla變壓器，直接施加諧振頻率信號，如次級回路呈現(xiàn)低阻抗?fàn)顟B(tài)，即低于kΩ量級，則判定次級線圈未斷開，如次級回路呈現(xiàn)高阻抗?fàn)顟B(tài)，即高于MΩ量級，即判斷線圈已斷開。

所述正弦信號信號源包括掃頻信號源和頻率為次級回路諧振頻率的單頻信號源。

所述的正弦信號信號源包括阻抗測量儀。

所述的一種Tesla變壓器次級線圈通斷測量方法適用于單筒和雙筒Tesla變壓器。