基于非等值均压配置的高压硅堆的制备方法

摘要

一种高电压试验技术领域的基于非等值均压配置的高压硅堆的制备方法，以高压硅堆中每个硅整流管的分压相等为条件分别计算得到硅整流管及其均压元件的参数值，然后以若干个并联均压元件的硅整流管为一组封装成一个高压硅堆子模块，并进一步串联组成高压硅堆，其中：每个高压硅堆子模块内的硅整流管所对应的均压元件均相同，实现分段近似完全均压的高压硅堆非等值均压元件配置。本发明制备得到的高压硅堆能有效提高整个硅堆的耐压水平和电压利用率。

主权项

1.一种基于非等值均压配置的高压硅堆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：均压元件参数确定：硅堆中每个硅整流管在反向运行时等效为一个硅整流管反向内阻R_f与PN结反向势垒电容C_f并联而成，每个硅整流管与地之间形成对地电容C_e，与高压端形成分布电容C_h，则完全均压的高压硅堆非等值均压元件配置参数R_i和C_i为：$R_i=\frac{G_i·R_f}{R_f·{\left|Y_i\right|}^2-G_i},$$C_i=\frac{{\left|Y_i\right|}^2}{\omega B_i}-C_f,$Y_i＝G_i+jB_i；其中：i＝2，3，…，n，n为高压子硅堆个数，ω为角频率，R_f、C_f、C_i和C_h满足以下节点导纳方程：其中：Y₁～Y_n分别为硅堆中每个硅整流管反向内阻R_f、PN结反向势垒电容C_f、均压电阻R_i和均压电容C_i并联的导纳，Y_e和Y_h分别是对地电容C_e与对高压端分布电容C_h的导纳，R₁和C₁按硅堆反向泄漏电流要求取值，10⁴C_f＜C₁＜10⁵C_f，R₁＝R_f×5％，R_f和C_f通过硅整流管参数手册得到；第二步：制作高压硅堆：(1)选取常温下硅整流管的反向漏电流小于等于0.5μA且在100℃下反向漏电流小于等于5μA的硅整流管；(2)对硅堆进行分段，将若干个硅整流管分为一组封装成一个硅整流管子模块，然后每一个硅整流管子模块与一个对应的均压器件并联组成高压子硅堆，再将若干个高压子硅堆串联组成高压硅堆。(3)对各硅整流管子模块进行清洗，将清洗后的子模块放入100℃烘箱内烘烤1小时，然后在其表面喷绝缘漆，制成基于等值均压配置的高压硅堆；所述的高压子硅堆个数n通过下式得到：$n=\left[\frac{U}{U_0\alpha }\right];$其中：U为硅堆的目标耐压等级，单位为kV，U₀为选取的硅整流管反向耐压，单位为kV，α为硅堆的电压利用率，0＜α＜100％。