一种新型电缆分支器的制作方法

本发明属于高功率固体激光器技术领域，特别是涉及一种新型电缆分支器。

背景技术：

高功率片状激光放大器为用于惯性约束聚变的激光驱动装置的核心部件，提供了装置99％以上的能量。高功率片状激光放大器的能量则来源于大能量脉冲氙灯阵列：能源电缆将高压加在氙灯两端，激励氙灯发出强光，强光被钕玻璃吸收后转换为储能，在激光种子经过后提取储能将自己放大。这就是能流的基本过程。在该过程中，能源电缆与氙灯的连接是一个复杂的技术环节。这主要是由于以下原因。

为了给放大器提供足够的泵浦密度，在相对小的体积内排布了较高密度的大能量氙灯阵列，每个片状激光放大器，均包含数十支氙灯。而为了输出大能量，氙灯均工作在高压大电流条件下。在有限体积范围内排布尽可能多的氙灯并且满足耐压要求是一项非常困难的工作。目前，每个放大器模块有10个回路，20支氙灯。耐压要求为60kv。随着放大器技术的进一步发展，单个放大器模块的氙灯数量需要进一步增加。需要将氙灯连接部位的耐压能力则进一步提高到80kv。目前的结构无法满足这样的需求。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明的目的是从结构设计和参数优化出发，提供一种结构紧凑、耐高压的新型电缆分支器。

具体技术方案是，所述新型电缆分支器，包括第一衬套、外壳、第二衬套、第三衬套、第一封线体、第一插孔、第一固定板、第二固定板、第二封线体、第四衬套、连接套、螺钉紧固件、第二插孔、第三封线体、第五衬套，第二插针和第四封线体；第一封线体和第二封线体用于阻绝空气提高耐压能力。插针和插孔组件为连接的主体部分，各自分别与能源电缆、氙灯灯线连接，然后插针和插孔再连接；从而实现能源电缆的屏蔽层通过插针插孔与一只氙灯灯线连接，而能源电缆的铜芯与另外一支氙灯灯线连接，外壳、连接套、封线体、衬套、固定板的主要作用是为固定电线电缆以及为电极连接提供绝缘。

外壳内部一端设置有两个氙灯灯线插孔，另一端设置有能源电缆插孔；氙灯灯线插孔内壁上依次设置有第一衬套、第四封线体、第二衬套、第三衬套和第一封线体；能源电缆插孔内壁上由内向外依次设置有第一固定板、第二固定板、第二封线体、第四衬套和连接套；螺钉紧固件设置在外壳壁上；第一插针一端电连接一只氙灯灯线，另一端与能源电缆的屏蔽层电连接；第二插针一端与另一只氙灯灯线电连接另一端与能源电缆的铜芯电连接。

有益效果：通过结构的改进从而使电缆分支器结构更加紧凑，耐压从60kv提高到了80kv，有力的支撑了放大器技术的进一步发展。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图标记说明：1-第一衬套、2-外壳、3-第二衬套、4-第三衬套、5-第一封线体、6-第一插针、7-第一插孔、8-第一固定板、9-第二固定板、10-第二封线体、11-第四衬套、12-连接套、13-螺钉紧固件、14-第二插孔、15-第三封线体、16-第五衬套，17-第二插针，18-第四封线体，19-能源电缆；20-氙灯灯线。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明公开的一种新型电缆接插件作原理设计和具体实施说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1如图1所示，本实施以耐压要求为80kv的电缆分支器为例，对本发明提出的新型电缆分支器的具体实施进行说明。分别从直接击穿和爬电击穿两个方面考虑。在直接击穿方面，主要从外壳的材料及零件壁厚进行考虑设计，在该项目中，选用聚四氟乙烯材料其耐压击穿强度为≥18kv/mm，根据其耐电压要求的不同，外壳最小壁厚设计为5.4mm，满足耐高压80kv的要求；

所述新型电缆分支器，包括第一衬套1、外壳2、第二衬套3、第三衬套4、第一封线体5、第一插孔7、第一固定板8、第二固定板9、第二封线体10、第四衬套11、连接套12、螺钉紧固件13、第二插孔17、第三封线体15、第五衬套16，第二插针17和第四封线体18；第一封线体5和第二封线体10用于阻绝空气提高耐压能力。插针和插孔组件为连接的主体部分，各自分别与能源电缆19、氙灯灯线20连接，然后插针和插孔再连接；从而实现能源电缆19的屏蔽层通过插针插孔与一只氙灯灯线20连接，而能源电缆的铜芯与另外一个只氙灯灯线20连接，外壳2、连接套12、封线体5、衬套、固定板的主要作用是为固定电线电缆以及为电极连接提供绝缘。第一衬套1、第二衬套3和第三衬套4为第一封线体5提供硬的接触受力面，从而与第一封线体5配合实现氙灯灯线的密封。

外壳2内部一端设置有两个氙灯灯线插孔，另一端设置有能源电缆插孔；上部氙灯灯线插孔内壁上依次设置有第一衬套1、第四封线体18、第二衬套3、第三衬套4和第一封线体5；能源电缆插孔内壁上由内向外依次设置有第一固定板8、第二固定板9、第二封线体10、第四衬套11和连接套12；螺钉紧固件13设置在外壳2壁上，用于电缆分支器的固定；第一插针6一端电连接一只氙灯灯线20，另一端与能源电缆19的屏蔽层电连接；第二插针17一端与另一只氙灯灯线20电连接另一端与能源电缆的铜芯电连接。第二插针17与第二插孔14设置在下部氙灯灯线插孔内实现能源电缆的铜芯与下部氙灯灯线20的连接；第三封线体15和第五衬套16依次设置在能源电缆插孔的内壁上。第一固定板8用于与第二固定板9用于与第三封线体15和第五衬套16配合实现能源电缆的固定及内部的绝缘。

所述外壳2选用聚四氟乙烯作为材料，优化尺寸，杜绝直接击穿；

所述封线体以及密封圈选用硅橡胶材料，设计挤压变形结构，避免爬电击穿；封线体的作用主要是阻断空气，将只需要(空气导电的)爬电击穿变为需要(封线体)材料的直接击穿，由于封线体所用的材料(硅橡胶)耐压能力远大于空气，所以极大的提高了耐压能力；衬套的作用是为封线体提供硬的接触受力面，而衬套采用耐压更高的聚四氟乙烯，结合阻断空气的封线体，可以大大提高耐压能力；连接套也为橡胶材质支撑起到进一步的保护绝缘效果。

在爬电击穿方面，通过封线体及衬套挤压变形，形成爬电阻断，将爬电击穿转化成封线体的直接击穿，硅橡胶的耐压击穿强度≥15kv/mm，考虑到挤压变形结合面的耐压击穿强度小于硅橡胶的直接耐压击穿强度，在封线体厚度设计时，充分考虑其安全性，满足产品的爬电击穿耐高压性能。本例中，封线体厚度分别设计为20mm、30mm等，硅橡胶截面直径为2mm。整个产品的尺寸为201mm。从而通过结构的改进从而使电缆分支器结构更加紧凑，耐压从60kv提高到了80kv，有力的支撑了放大器技术的进一步发展。

通过结构的改进从而使电缆分支器结构更加紧凑，耐压从60kv提高到了80kv，有力的支撑了放大器技术的进一步发展。

技术特征：

技术总结
本发明属于高功率固体激光器技术领域，特别是涉及一种新型电缆分支器。由插针、插孔、外壳、连接套、衬套、封线体、固定板、螺钉紧固件等构成。插针和插孔组件为连接的主体部分，各自分别与能源电缆、氙灯灯线连接，然后插针和插孔再连接；外壳、连接套、封线体、衬套、固定板的主要作用是为电极连接提供绝缘。螺钉则用于相关器件的紧固。本发明提供了一种新型电缆分支器，较大程度地缩小了电缆分支器的尺寸，同时通过合理的设计提高了耐压程度，可广泛应用于高功率固体激光器设计中，在激光惯性约束聚变、高密度等离子体和强场物理等领域具有重要应用。

技术研发人员：吴文龙;陈林;王振国;杜东晖;刘建国;董一方;傅学军;蒋学君;刘勇;王琳;张崑;黄醒;彭志涛;粟敬钦;陈波;郑奎兴;魏晓峰;郑万国;朱启华
受保护的技术使用者：中国工程物理研究院激光聚变研究中心
技术研发日：2018.11.22
技术公布日：2019.03.01