本發(fā)明屬于脈沖功率技術領域，涉及一種螺旋脈沖形成線及其制作方法。

背景技術：

長脈沖、高重頻的高平均功率高電壓發(fā)生器是脈沖功率技術領域的一個重要發(fā)展方向。對于傳統(tǒng)的同軸脈沖形成線，在絕緣介質確定的前提下，輸出脈沖寬度與形成線幾何長度成正比關系。在脈寬大于100ns的長脈沖產(chǎn)生技術研究中，為了減小形成線的幾何長度，可采用螺旋脈沖形成線。

原有的螺旋脈沖形成線中的螺旋線大多采用寬帶繞線，具體實現(xiàn)形式有兩種：

一種為金屬筒開槽，將絕緣基筒上設置多個螺旋金屬凹槽，將金屬凹槽本身作為螺旋脈沖線；另外一種形式直接采用較寬的寬帶繞線卷繞在絕緣基筒上。采用寬帶繞線結構易發(fā)生匝間擊穿，波傳輸畸變大。

螺旋線采用窄帶繞線多起端并聯(lián)的結構，可一定程度改善上述問題，關于細線徑多起端密繞的螺旋線具體結構，工程實現(xiàn)較為困難，到目前為止尚未報道出較為理想的結構。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服背景技術中的問題，本發(fā)明提供了一種螺旋脈沖形成線及其制造方法，解決了現(xiàn)有寬帶繞線繞制易發(fā)生匝間擊穿，波傳輸畸變大問題。

本發(fā)明的具體技術方案是：

本發(fā)明提供一種螺旋脈沖形成線，包括絕緣基筒和呈螺旋狀纏繞在絕緣基筒上的多根螺旋線；

其改進之處：還包括螺旋線束約束環(huán)；螺旋線束約束環(huán)為兩個分別安裝在絕緣基筒兩端的薄壁金屬環(huán)；螺旋線束約束環(huán)上沿軸向開設多個約束孔組，每個約束孔組包括沿圓周方向布置的多個約束孔，每相鄰的兩個約束孔之間的孔間距大于螺旋線的線徑；每根螺旋線的兩端通過錫焊方式分別固定在絕緣基通兩端螺旋線束約束環(huán)的約束孔上，從而在螺旋線束約束環(huán)的內側形成的電場為零，有效提高了螺旋脈沖形成線的絕緣能力。

在波傳輸過程中，螺旋繞線面電流傳輸均勻，波傳輸畸變小；采用螺旋線束約束環(huán)結構，使多根螺旋線相鄰匝間電壓小，絕緣性能好。該結構用于形成線產(chǎn)生的長脈沖波形質量好。

螺旋線采用細線徑漆包線多頭螺旋密繞形式，繞線可采用三層絕緣線，螺旋線的根數(shù)由絕緣基筒直徑和線束線徑?jīng)Q定，要求相鄰兩根螺旋線緊靠排列；螺旋線的外徑為0.5mm，有效改善面電流傳播性能。

螺旋線束約束環(huán)為薄壁銅質結構，有效改善電傳導性能和焊接可靠性。

絕緣基筒為絕緣材料，其與螺旋線束約束環(huán)連接結構形式為兩種：第一種是當結構尺寸較小時，絕緣基筒與螺旋線束約束環(huán)為同軸過盈配合連接；當尺寸較大時，有足夠空間，可將絕緣基筒和螺旋線束約束環(huán)采用螺釘固定連接。

基于上述對螺旋脈沖形成線的結構描述，現(xiàn)對該螺旋脈沖形成線的制作方法進行描述，包括以下步驟：

步驟1)將絕緣基筒與螺旋線束約束環(huán)裝配為基筒裝配體；

步驟2)準備螺旋線；

根據(jù)纏繞方式以及絕緣基筒的外徑尺寸，計算每根螺旋線長度；計算長度剪好螺旋線，確定螺旋線的數(shù)量；

步驟3)根據(jù)纏繞方式將制備好的螺旋線在基筒裝配體上繞制，并在螺旋線束約束環(huán)內側插裝螺旋線的約束孔上對螺旋線進行錫焊。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明采用多根螺旋線和螺旋線束約束環(huán)的約束孔通過錫焊的方式安裝，在螺旋線束約束環(huán)的內側形成的電場為零，有效提高了螺旋脈沖形成線的絕緣能力。在波傳輸過程中，螺旋繞線面電流傳輸均勻，波傳輸畸變??；采用螺旋線束約束環(huán)結構，使多根螺旋線相鄰匝間電壓小，絕緣性能好。該結構用于形成線產(chǎn)生的長脈沖波形質量好。

2、本發(fā)明螺旋線采用細線徑漆包線多頭螺旋密繞形式，繞線可采用三層絕緣線，有效改善面電流傳播性能。

3、本發(fā)明的螺旋線束約束環(huán)為薄壁銅質結構，有效改善電傳導性能和焊接可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的螺旋脈沖形成線的立體圖。

圖2為本發(fā)明的螺旋脈沖形成線端部結構圖。

圖3為本發(fā)明的螺旋線束約束環(huán)結構圖。

圖4為本發(fā)明的螺旋脈沖形成線絕緣基筒結構圖。

圖5為本發(fā)明基筒裝配體結構圖。

1-絕緣基筒、2-螺旋線、3-螺旋線束約束環(huán)、4-約束孔。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細闡述。

如圖1至圖5所示，本發(fā)明提供一種螺旋脈沖形成線，主要包括絕緣基筒1、螺旋線2和螺旋線束約束環(huán)3共三個組成部分。螺旋線束約束環(huán)為3兩個分別安裝在絕緣基筒1的兩端；螺旋線束約束環(huán)3上沿軸向開設多個約束孔組，每個約束孔組包括沿圓周方向布置的多個約束孔4，每相鄰的兩個約束孔4之間的孔間距大于螺旋線2的線徑，每根螺旋線2的兩端通過錫焊的方式分別固定在絕緣基筒1兩端螺旋線束約束環(huán)3的約束孔4上。

其中，螺旋線采用細線徑漆包線多頭螺旋密繞形式，繞線可采用三層絕緣線，螺旋線的根數(shù)由絕緣基筒直徑和線束線徑?jīng)Q定，要求相鄰兩根螺旋線緊靠排列；螺旋線的外徑為0.5mm。螺旋線束約束環(huán)為薄壁銅質結構。

絕緣基筒為絕緣材料，其與螺旋線束約束環(huán)連接結構形式為兩種：第一種是當結構尺寸較小時，絕緣基筒與螺旋線束約束環(huán)為同軸過盈配合連接；當尺寸較大時，有足夠空間，可將絕緣基筒和螺旋線束約束環(huán)采用螺釘固定連接。

本發(fā)明的螺旋脈沖形成線，其絕緣基筒直徑為60mm，整體長度約630mm，在某一小型高壓納秒脈沖發(fā)生器應用中，重頻30Hz工作模式，繞線匝間可承受3ns階躍時間的50kV電壓，并且繞線在徑向承受23ns時間寬度的195kV/cm場強。

用于長脈沖產(chǎn)生的一種螺旋脈沖形成線制做方法如下：

步驟1、將機械加工成型的絕緣基筒1與螺旋線束約束環(huán)3裝配為基筒裝配體。

步驟2、根據(jù)纏繞方式以及絕緣基筒的外徑尺寸，計算每根螺旋線長度；計算長度剪好螺旋線，確定螺旋線的數(shù)量。

步驟3、取細線徑漆包線，按計算長度剪好備用。

步驟4、將制備好的漆包線在基筒裝配體上繞制，并在螺旋線束約束環(huán)3內側按照孔位快速錫焊。

步驟5、按照步驟4將每一根漆包線在基筒裝配體上繞制完成。

至此，該實施例中的用于長脈沖產(chǎn)生的一種螺旋脈沖形成線制備完成。