1.必要的设备(1)根据要调试120kV高压电源尺寸,做一个高温环氧树脂玻璃钢板箱,板厚10~12mm。箱内放入适当体积的201甲基硅油或其他种类的高温绝缘油。
(2)根据120kV高压电源输出功率,做一个高压测量负载电阻。如果高压电源输出电压120kV,电流100μA,测量负载电阻1200MΩ( 12W );输出电压120kV,电流200μA,测量负载电阻600MΩ( 24W );输出电压120kV,电流300μA,测量负载电阻400MΩ( 36W );输出电压120kV,电流400μA,测量负载电阻300MΩ( 48W )。
(3)准备一台简易又十分可靠的连续可调电源,输出电压为0~200V,输出电流最大为1A。其电路如图2-3-19所示。
调试120kV高压电源,所用直流电源,不要用稳压、稳流、数码显示的高级电源。当120kV高压,在调试过程中打火时,经过地线有一部分高压串到该种电源上面,该种电源就损坏。
(4)示波器一台,万用表一块,测程0~500μA电流表(2-4块)。
(5)用绝缘材料(玻璃钢、尼绒、有机玻璃、胶木等)做一个φ25mm×1500mm的放电杆,顶部有一个尖端放电针,放电针与一个粗长地线焊接好。
(6)用宽度10mm×长度500mm的聚四氟乙烯带条,在普通多股塑料电线上绕制φ10mm,长度50~100cm,耐压160kV高压电线。
(7)要买几个电热壶芯,120kV高压电源做温度试验时备用。
2.高压电源120kV板元件的焊接(1)直流变换器,高压倍加器元件布局合理、紧奏、美观,留有适当的放电、爬电距离。焊点牢固、圆滑、光亮。直流变换器变压器T的次级线圈输出8000~10000V,倍加器布元件时,各元件之间一定要耐压( 8000~10000V )×2.5,防止互相放电、打火。
(2)高压硅堆、高压电容一定要在125℃环境中,挑选漏电流小于3μA的;挑选高压电容值(室温与高温比较)降低在20%以内的,稳定或略有增加的最好。
3.高压电源120kV的调试(1)高压倍加器浸入油箱中,淹没倍加器10~15cm,其输出端用φ10mm粗的高压线与测量负载电阻连接好,测量电阻地线串入微安表后接地。直流变换器放在油箱外边,其高压变压器可以浸入油箱中,也可以做一个油盒浸入盒中放在油箱外边。但若变压器输出8000~10000V,一定要用φ10mm高压线连好。该φ10mm高压线内有两根耐压30kV的线。倍加器地线、直流变换器地线、供电电源地线都要连好。
(2)检查连线是否正确,确定无误之后,再通电。120kV高压电源调试图,如图2-3-20所示。
图2-3-20是±120kV高压电源调试连结图。通电后,若供电电流大,调节两个大功率高反压晶体三极管基极线圈的限流电阻、基极偏流电阻,向电阻增大方向调。若振荡时好时坏或有时不起振,更换β值大的晶体管,或减小基极线圈限流电阻和基偏流电阻值。若是研制新的120kV高压电源,变压器铁芯、匝数都是新的,还要调整初、次线圈匝数及其匝数比,才能使高压电源输出效率达到最高。
若是±60kV高压电源,要在倍加器两端,每端接一个测量负载电阻和微安表,一个测量+60kV,一个测量-60kV。
若是它激单管直流变换器,推动大功率高反压晶体三极管,触发信号占空比最好是40%;如果铁芯仍用U-16磁芯,初级线圈匝数70匝,次级线圈匝数5600匝较为合适。
无论调试大直径或小直径的120kV高压电源,最主要的是选择铁芯材料,确定铁芯尺寸,确定变压器的初、次级绕组线圈匝数及匝数比。线圈匝数及匝数比经初步计算之后,要反复绕反复试,直到变压器的初、次级线圈波形比较正规,输出效率比较高为止。