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一种高温高压大功率假负载容器
申请号	CN201410783107.8	申请日	2014-12-16	公开(公告)号	CN104575891A	公开(公告)日	2015-04-29
申请人	中国科学院等离子体物理研究所;			发明人	杨雷; 傅鹏; 潘圣民; 何宝灿; 冯虎林; 王邓辉; 赵士元;
摘要	本发明公开了一种高温高压大功率假负载容器，包括有容器，容器两端端面内壁分别设置有假负载电极，容器内盛放有电阻介质，多个金属夹件分别夹装在容器底部，每个金属夹件分别连接一根导线，导线沿容器内壁延伸到容器底部，与电阻本体电接触，该整根导线与其连接的金属夹件在一个平面上。本发明的假负载成本低、不会过热损毁，散热能力强；不需要通风、循环或液体冷却设备；在使用过程中，没有有毒有害物质产生、不污染环境；可以做到准稳态运行；假负载功率可以超过兆瓦级、电压超过90kV。
权利要求	1.一种高温高压大功率假负载容器，其特征在于：包括有矩形体状的顶部敞口的容器，所述容器为耐高温绝缘材料制成，容器沿长边方向的两端端面内壁分别设置有假负载电极，容器内盛放有电阻介质，且容器两端设置的假负载电极分别与电阻介质接触，还包括有多个U形的金属夹件，多个金属夹件分别通过各自U形口夹装在容器底部，且多个金属夹件沿容器长边方向一字等间距排列，每个金属夹件分别连接一根导线，导线沿容器内壁延伸到容器底部，与电阻本体电接触，该整根导线与其连接的金属夹件在一个平面上。
说明书全文	一种高温高压大功率假负载容器技术领域 [0001] 本发明涉及电源系统测试装置领域，具体为一种高温高压大功率假负载容器。背景技术 [0002] 在电力电子和机电领域中，需要大功率假负载为高功率电源测试使用；特别是新电源设备验收或烤机测试中，需要额定参数下的准稳态运行。通常情况下，这些假负载由大功率电阻组成，并且运行时间短，无法验证设备的可靠性。大功率电阻由合金材料制成，如铁铬铝合金、不锈钢和镍铬合金等。进行准稳态的大功率假负载测试时，这些电阻需要散热，散热方式有自然风冷、强迫风冷和水冷等方式，并且合金材料电阻体积大，造价高。在运行过程中需要有过温保护措施，放置电阻材料过热烧毁；而兆瓦级的热功耗产生的热量的散发也是非常困难的。在中国科学院等离子体所的中性束注入系统的高压电源需要10MW、10分钟左右运行时间的假负载，电压超过90kV，如果采用大功率合金材料电阻，总体造价超过400万元。并且体积庞大，散热困难，占用很大的场地。因此需要一种造价低廉、散热简单、维护成本低的大功率假负载装置。发明内容 [0003] 本发明的目的是提供一种高温高压大功率假负载容器，以解决现有技术假负载成本高、散热困难的问题。 [0004] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种高温高压大功率假负载容器，其特征在于：包括有矩形体状的顶部敞口的容器，所述容器为耐高温绝缘材料制成，容器沿长边方向的两端端面内壁分别设置有假负载电极，容器内盛放有电阻介质，且容器两端设置的假负载电极分别与电阻介质接触，还包括有多个U形的金属夹件，多个金属夹件分别通过各自U形口夹装在容器底部，且多个金属夹件沿容器长边方向一字等间距排列，每个金属夹件分别连接一根导线，导线沿容器内壁延伸到容器底部，与电阻本体电接触，该整根导线与其连接的金属夹件在一个平面上。 [0005] 所述的一种高温高压大功率假负载容器，其特征在于：所述耐高温绝缘材料为聚丙烯。 [0006] 所述的一种高温高压大功率假负载容器，其特征在于：所述容器由两个容器侧面板、两个容器端面板、一个容器底面板按矩形体连接构成，且容器侧面板、容器端面板、容器底面板之间接缝密封。 [0007] 所述的一种高温高压大功率假负载容器，其特征在于：所述假负载电极为不锈钢板，两不锈钢板分别对应紧贴容器沿长边方向的两端端面内壁设置。 [0008] 所述的一种高温高压大功率假负载容器，其特征在于：所述电阻介质为具有一定电导率的液体，或者是具有一定电导率的固体颗粒粉末，或者是具有一定电导率的固液混合材料。 [0009] 所述的一种高温高压大功率假负载容器，其特征在于：所述电阻介质优选水。 [0010] 所述的一种高温高压大功率假负载容器，其特征在于：所述金属夹件外壁包裹聚丙烯板。 [0011] 本发明在容器中装入具有一定电导率的电阻介质，如参杂的水，即可作为高压大功率假负载；最便宜的材料就是雨水，直接露天采集，假负载运行温度可到100摄氏度。因为水的汽化潜热值大，蒸发即可带走巨大的热量，并且自来水全部蒸发后，本发明假负载自动断开。 [0012] 本发明的有益效果：用该容器制成的假负载成本低、不会过热损毁，散热能力强；不需要通风、循环或液体冷却设备；在使用过程中，没有有毒有害物质产生、不污染环境；可以做到准稳态运行；假负载功率可以超过兆瓦级、电压超过90kV。附图说明 [0013] 图1为本发明整体结构散视图。 [0014] 图2为本发明结构主视图。 [0015] 图3为本发明结构侧视图。 [0016] 图4为本发明结构俯视图。具体实施方式 [0017] 如图1—图4所示。一种高温高压大功率假负载容器，包括有矩形体状的顶部敞口的容器1，容器1为耐高温绝缘材料制成，容器1沿长边方向的两端端面内壁分别设置有假负载电极2，容器1内盛放有电阻介质，且容器1两端设置的假负载电极2分别与电阻介质接触，还包括有多个U形的金属夹件3，多个金属夹件3分别通过各自U形口夹装在容器1底部，且多个金属夹件3沿容器1长边方向一字等间距排列，每个金属夹件3分别连接一根导线，导线沿容器侧板11内壁延伸到容器底板13，与电阻本体电接触，该整根导线与其连接的金属夹件在一个平面上。 [0018] 耐高温绝缘材料为聚丙烯。 [0019] 容器1由两个容器侧面板11、两个容器端面板12、一个容器底面板13按矩形体连接构成，且容器侧面板11、容器端面板12、容器底面板13之间接缝密封。 [0020] 假负载电极2为不锈钢板，两不锈钢板分别对应紧贴容器1沿长边方向的两端端面内壁设置。 [0021] 电阻介质为具有一定电导率的液体，或者是具有一定电导率的固体颗粒粉末，或者是具有一定电导率的固液混合材料。电阻介质优选水。 [0022] 金属夹件3外壁包裹聚丙烯板。 [0023] 本发明是这样实现的：假负载的容器由耐高温绝缘材料聚丙烯板、不锈钢板电极和金属夹件加工组成。利用聚丙烯板材组成一个接缝密封的敞口容器，为长方形，不锈钢板的形状与容器内两端的横截面近似相等，并竖直贴在这两端横截面上，作为假负载的正负极。容器的尺寸根据实际需要的功率参数设计，对于兆瓦级准稳态运行的假负载，可以设计为多个相同的容器串联使用。为了防止容器在高温时变形破裂，采用U形的金属夹件通过U形口紧贴并夹装在容器外侧布置，它的功能是对容器加固，并且均衡容器内部的电场。容器的形状和金属夹件的布置及数量是根据电导率材料的电阻率、假负载参数和使用环境等综合因素决定。电阻本体材料可以采用液体，也可以是具有一定电导率的固体颗粒粉末，也可以是固液混合材料。 [0024] 根据实际假负载功率和电压参数、参杂水的电阻率、运行时间和水的蒸发量，计算出假负载所需的参杂水的总质量。再根据假负载所需要的电阻值计算出容器的横截面积以及长度。假负载的功率参数过大，可以采用多容器串联。例如中科院等离子体所的一大于2MW/1小时参数的假负载，设计使用20个假负载容器串联，单个容器尺寸为3米×1.2米×0.8米。 [0025] 本发明中，首先根据设计尺寸，裁剪出容器的5块聚丙烯面板，即图2中的两个容器侧面板11、两个容器端面板12、一个容器底面板13；利用双丝焊条和基材把这些板材焊接成接缝密封的敞口容器；根据容器端面板12的形状加工2块不锈钢板作为假负载电极2，放置在容器1内部，分别贴在两个容器端面板12上；容器1的底部间隔30cm就夹装一个U形的金属夹件3；金属夹件3的本体由金属制成，外面包裹聚丙烯板，用于防水生锈。 [0026] 如果负载的电压过高，假负载容器需要对地隔离，具体根据实际应用和相关国标确定绝缘支撑参数。