高电压连接件和用于制造高电压连接件的方法 |
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| 申请号 | CN201710061769.8 | 申请日 | 2017-01-26 | 公开(公告)号 | CN107026375A | 公开(公告)日 | 2017-08-08 |
| 申请人 | 特萨特-航天通讯有限责任两合公司; | 发明人 | 福尔克尔·舍尔布; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及 行波管 (3)的第一线路(2)与用于行波管(3)的 电压 供应单元(5)的第二线路(4)之间的高电压连接件(1)。高电压连接件(1)包括：插塞(6)，所述插塞(6)通过压接连接件(8)连接至第一线路(2)或第二线路(4)的端部(7)；以及插槽(9)，所述插槽(9)通过压接连接件(11)连接至另一线路(2,4)的端部(10)。此外，本发明涉及一种用于制造高电压连接件(1)的方法。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种在行波管(3)的第一线路(2)与用于所述行波管(3)的电压供应单元(5)的第二线路(4)之间的高电压连接件(1)，包括：插塞(6)，所述插塞(6)通过压接连接件(8)连接至所述第一线路(2)或所述第二线路(4)的端部(7)；以及插槽(9)，所述插槽(9)通过压接连接件(11)连接至另一线路(2，4)的端部(10)。 |
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| 说明书全文 | 高电压连接件和用于制造高电压连接件的方法技术领域[0001] 本发明涉及在行波管(TWT)与用于行波管的电压供应单元(电子功率调节器，EPC)之间的高电压连接件。具体地，本发明涉及行波管的第一线路(或导线)与电压供应单元的第二线路(或导线)之间的高电压连接件。 背景技术[0002] 在特别地用于卫星技术和空间飞行的行波管放大器的技术领域中，在逐渐小型化并同时增加高电压的过程中，可能需要经由第一线路和第二线路在行波管与电压供应单元之间的重量轻、紧凑和高电压的合适的连接件。 [0003] 已知的是通过彼此的拼接连接(孔眼)来连接第一线路和第二线路的端部。然而，建立这样的连接、断开这样的连接以及保持这样的连接是非常耗时的。此外，这样的连接被测试为仅最高达约7kV。此外，已知的解决方案是将线路焊接或浇铸在一起，然而，其具有如下缺点：在修理的情况下，行波管和电压供应单元的整个组件可能必须被拆毁，这会导致高成本。 发明内容[0004] 因此，本发明的目的是提供开头所述类型的高电压连接件，该高电压连接件克服了上述缺点。 [0006] 本发明的在行波管的第一线路与用于行波管的电压供应单元的第二线路之间的高电压连接件包括插塞和插槽(插孔)，所述插塞通过压接连接件连接至第一线路或第二线路的端部，并且所述插槽(插孔)通过压接连接件连接至另一线路的端部。 [0007] 换言之，插塞可以借助压接连接件固定在第一线路的端部，并且插槽可以借助压接连接件固定在第二线路的端部；或者插槽可以借助压接连接件固定在第一线路的端部，并且插塞可以借助压接连接件固定在第二线路的端部。特别地，端部在此可以由相应线路的股线(strand)形成。可以借助插塞和插槽建立和断开高电压连接件。特别地，插塞可以是适合用于太空飞行或已经有资格用于太空飞行的插塞。特别地，插槽同样可以是适合用于太空飞行或已经有资格用于太空飞行的插槽。插塞和插槽可以是常规的并且可用于各种直径，例如AWG 20至AWG 30，从而实现第一线路和第二线路的不同线路厚度、特别是导线厚度的组合。特别地，本发明的高电压连接件的特征在于轻重量和紧凑设计。此外，其制造成本低、断开方式简单并且因此维修便捷。此外，其可以用于至少最高达10kV的待传输的DC电压。 [0008] 根据一个实施方式，提供的是，插塞和插槽通过收缩软管被收缩包覆，其中，收缩软管与插塞以及插槽交叠并牢固地位于第一线路与第二线路的隔离部的隔离表面上。 [0009] 优选地，收缩软管符合太空飞行资格并且耐高压或抗高压。例如，其可以由基于聚乙烯的材料制成。隔离部形成线路的外壳或包封，其中优选地，具有单种线的股线位于隔离部内。收缩软管可以直接地收缩到插塞和插槽上，从而已经提供了适合在真空中使用的高电压连接件。然而，可替选地，对于实现特别高的电压的传输，还可以提供的是，收缩软管被收缩至另一收缩软管上，所述另一收缩软管在其内侧上是导电的并且进而被直接地收缩到插塞和插槽上。 [0010] 特别有利地，收缩软管的相反的端部可以借助粘合剂与第一线路和第二线路的相应的隔离表面密封。这样的高电压连接件适合用于根据帕邢定律(Paschen′s law)的最小值。特别地，粘合剂可以是基于环氧树脂或聚氨酯的胶。在用粘合剂密封之前，可以对待密封的表面进行相应地预处理以确保特别好的粘附。 [0011] 以上描述的本发明的高电压连接件和相关实施方式特别适合于最高达约10kV的DC电压的传输。此外，其重量轻、紧凑并且维修便捷。 [0012] 根据另一实施方式，提供的是，插塞和插槽通过在其内侧上是导电的收缩软管被直接地收缩包覆，该收缩软管进而通过如上所描述的收缩软管被收缩包覆。优选地，在其内侧上是导电的收缩软管针对低漏气而设计。在其内侧上是导电的收缩软管使得在插塞连接的过渡处的场增强可以是同等的或平衡的。此外，该实施方式和下面描述的实施方式还特别适合于待被传输的最高达约10kV的DC电压并且适合于较高的DC电压以及适合于其中行波管的线路与电压供应装置的线路具有广泛变化的股线直径的连接。 [0013] 根据另一实施方式，第一线路包括第一股线并且第二线路包括第二股线，其中所述股线被相应的线路的隔离部包围，并且其中第一隔离部的与端面相邻的端部以及第一股线的与相邻于所述端面的端部相邻的区段用粘合剂密封。可替选地或另外地，第二隔离部的与端面相邻的端部以及第二股线的与相邻于所述端面的端部相邻的区段也可以用粘合剂密封。在这种情况下，粘合剂可以形成环状或环形密封，其位于隔离部的与用于轴向密封的端面相邻的端部处并且朝向隔离部的与所述端面相邻的端部呈锥形地扩展。该实施方式使得可以防止在线路的端部处形成较大的气泡或鼓胀或腔。起泡的风险特别地是由于在隔离部的端部处的漏气引起的，例如在尝试真空铸造期间或者在作为热暴露的结果期间引起的。此外，可能由于股线与隔离部之间的漏气而引起鼓胀。基于环氧树脂和聚氨酯的粘合剂在本文中特别合适。 [0014] 此外，可以提供的是，粘合剂与第一线路或第二线路的隔离部相比具有较低的体电导率，只要这里也提供了如上所述的密封即可。因此，可以减小场应变和起泡的风险。 [0015] 例如在组装不正确或者必须更换行波管的情况下，可以以特别简单的方式对以上描述的本发明的高电压连接件进行检修。插塞和插槽可以以简单的方式彼此断开。例如，至少一个收缩软管——假设设置有的话——可以通过锋利的剥刀在其表面上进行切割或分割。例如，通过热输入，例如通过热空气风扇，可以手动地或借助牙签沿着切口移除至少一个收缩软管。甚至可以通过热输入并且利用例如牙签容易地去除粘合剂并且几乎没有任何残留物。随后，可以断开插塞与插槽的插塞连接。在利用粘合剂的情况下并且在重新建立包括隔离部的高电压连接件之前，可以通过合适的等离子体工艺改善在相应表面上的粘附。 [0016] 本发明的用于制造高电压连接件的方法包括：提供行波管的第一线路和电压供应单元的第二线路，其中第一线路包括第一股线并且第二线路包括第二股线，并且其中，所述股线被相应线路的隔离部包围。在插塞与第一线路或第二线路的端部之间以及在插槽与另一线路的端部之间建立压接连接件。此外，将插塞与插槽连接。 [0017] 通过提供压接连接件，例如可以省略根据已知方法的用于去除焊剂残余物的特别需要且耗时的清洁步骤。特别地，有利的是，因为清洁步骤可能不利地影响要粘合在一起的表面的粘附特性。因此，本发明的方法的特征在于其简单性。 [0018] 根据本发明方法的实施方式，提供的是，通过收缩软管将插塞和插槽收缩包覆，其中收缩软管与插塞以及插槽交叠并且牢固地位于第一线路与第二线路的隔离部的隔离表面上。特别地，收缩软管可以是耐高压并且适合于太空飞行的例如由聚乙烯制成的收缩软管。根据该实施方式的高电压连接件已经适合在真空中使用。有利地，还可以提供一个布置在另一个之上的多个收缩软管，其中收缩软管相对于彼此的交叠或相关长度的分级可以通过例如场计算来确定。通过提供彼此收缩包覆的多个收缩软管，可以增加高电压连接件的介电强度。 [0019] 此外，可以提供借助粘合剂将收缩软管的相反的端部与第一线路和第二线路的相应的隔离表面密封。这样的高电压连接件同样适合用于根据帕邢定律的最小值。特别地，粘合剂可以是基于环氧树脂或聚氨酯的胶。在用粘合剂密封之前，可以相应地预处理线路和收缩软管的待密封的表面以确保特别好的粘附。 [0020] 根据另一实施方式，通过在其内侧上是是导电的收缩软管对插塞和插槽进行收缩包覆，该收缩软管可以如结合本发明的高电压连接件所描述的那样设计。此外，第一隔离部的与端面相邻的端部以及第一股线的与第一隔离部的相邻于所述端面的端部相邻的区段用粘合剂密封。可替选地或另外地，第二隔离部的与端面相邻的端部以及第二股线的与第二隔离部的相邻于所述端面的端部相邻的区段也可以用粘合剂密封。为了粘合剂的最佳粘合，待密封的区段可以特别地用等离子体预处理。此外，使用至少一个另外的收缩软管将在其内侧上是导电的收缩软管收缩包覆。特别地，在其内侧上是导电的被收缩包覆的收缩软管和隔离表面可以用例如基于环氧树脂或聚氨酯的薄的粘合剂层覆盖，并且可以使用由聚乙烯制成的一个收缩软管或者使用多个这样的收缩软管被收缩包覆。高电压连接件的介电强度会受到粘合剂的量(粘合剂填充在第一收缩软管与所述股线的相邻于端面的隔离部的端部之间可能剩余的腔)以及使彼此收缩包覆的收缩软管的数目的影响。收缩软管相对于彼此的交叠或纵向分级可以例如通过场计算来确定。 [0021] 此外，可以将所述端部与插塞、插槽、隔离部以及在其内侧上是导电的收缩软管一起进行加热；可以在加热状态下通过粘合剂对第一隔离部的与所述端面相邻的端部以及第一股线的与第一隔离部的相邻于所述端面的所述端部相邻的区段进行密封；以及随后可以冷却至室温，之后可以通过至少一个另外的收缩软管将其内侧上是导电的收缩软管收缩包覆。例如，加热可以在烘箱中进行，例如加热至70℃。通过加热，现有的气体体积可以从线路中被挤压出，特别是从线路的隔离部中被挤压出。随后，可以将端部与插塞、插槽以及在其内侧上是导电的收缩软管一起从烘箱中取出并且可以在温暖状态下用粘合剂对其进行密封。随后，将端部、插塞、插槽、其内侧上是导电的收缩软管以及密封的粘合剂一起冷却至室温，例如20℃。通过毛细管效应并且由于冷却至室温，粘合剂可以渗入线路的隔离部，从而填充隔离部的多孔区段并且固化。 [0022] 此外，可以提供的是，用于密封第一隔离部的与端面相邻的端部以及第一股线的与第一隔离部的相邻于所述端面的端部相邻的区段的粘合剂的固化可以在室温和超压下进行。这使得可能发生的鼓胀的尺寸能够大大减小。 [0023] 关于本发明方法的另外的特征、效果和有利实施方式以及为了避免重复，参考关于本发明的高电压连接件进行的说明。 附图说明[0024] 在下文中，基于示意图进一步说明示例性实施方式，示意图未按比例。以下示出了： [0025] 图1是根据本发明的具有压接插塞连接的高电压连接件的示例性实施方式的侧视图； [0026] 图2是图1的高电压连接件的纵向剖面图；以及 [0027] 图3是图1和图2的高电压连接件的密封的纵向剖面的放大图。 具体实施方式[0028] 图1至图3示出了在图1和图2中在右侧所示的行波管3的第一线路2与图1和图2中在左侧所示的用于行波管3的电压供应单元5的第二线路4之间的高电压连接件1。 [0029] 从图2可以看出，符合太空飞行资格的插塞6通过压接连接件8被连接至第一线路2的端部7，并且符合太空飞行资格的插槽9通过压接连接件11连接至第二线路4的端部10。插塞6插入插槽9中。第一端部7由第一线路2的第一股线21形成，并且第二端部10由第二线路4的第二股线22形成。 [0030] 插塞6和插槽9通过符合太空飞行资格且耐高压的例如由聚乙烯制成的收缩软管12被收缩包覆。收缩软管12与插塞6以及插槽9交叠并且牢固地位于第一线路2的第一隔离部15的第一隔离表面13和第二线路4的第二隔离部16的第二隔离表面14上。收缩软管12的相反的端部17、18借助例如基于环氧树脂或聚氨酯的粘合剂19与第一线路2和第二线路4的相应的隔离表面13、14密封。为了粘合剂19的特别良好的粘附性，可以根据已知的方法相应地预处理隔离表面13、14。 [0031] 插塞6和插槽9通过收缩软管20被直接地收缩包覆，收缩软管20具有低漏气(outgas)且在其内侧上是导电的并且进而通过符合太空飞行资格且耐高压的收缩软管12被收缩包覆，收缩软管12与其内侧上是导电的收缩软管20交叠。 [0032] 第一股线21位于第一隔离部15的内部并且第二股线22位于第二隔离部16内部。如从图3特别明显看出的是，借助于例如基于低漏气、应变硬化环氧树脂或聚氨酯的粘合剂24来密封第一隔离部15的端面23。粘合剂24形成周向地粘附在第一端部7的区段25处的环形密封，其中所述区段25与相邻于端面23的并且轴向地在端面23处的端部相邻，并且环形密封沿着端面23的方向呈锥形地扩展。此外，粘合剂24与第一线路2的第一隔离部15相比具有较小的体电导率。 [0033] 可以通过首先提供行波管3的第一线路2和电压供应单元5的第二线路4来建立所示的高电压连接件。随后，制造插塞6与第一线路2的端部7之间的压接连接件8。同样，制造在插槽9与第二线路4的端部10之间的压接连接件11。接下来是将插塞6与插槽7连接。随后，通过在其内侧上是导电的收缩软管20将插塞6和插槽9收缩包覆。 [0034] 然后将端部7、10与插塞6、插槽9、隔离部15、16以及在其内侧上是导电的收缩软管20一起进行加热，并且在加热状态下通过粘合剂24对端面23和区段25进行密封，其中事先用粘合剂24处理待润湿的表面。随后，将其冷却至室温，其中由于在填充多孔区段的位置处的毛细管效应，粘合剂24部分地渗入第一隔离部15并固化。所述固化在超压下发生，以便广泛地减小可能发生的鼓胀(blows)的尺寸。随后，在其内侧上是导电的收缩软管20通过符合太空飞行资格且耐高压的收缩软管12被收缩包覆。 |
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