第四章高压发生装置

1、1.作用作用w 把自耦变压器输入的交流电压升高数百倍，把自耦变压器输入的交流电压升高数百倍，再经整流，为再经整流，为X线管提供产生线管提供产生X线所需的直流线所需的直流高压（高压（kV）；）；w 把把X线管灯丝初级电路输入的交流电压降线管灯丝初级电路输入的交流电压降低，为低，为X线管灯丝提供加热电压；线管灯丝提供加热电压；w 如配有两只以上如配有两只以上X线管，还要完成线管，还要完成kV和灯和灯丝加热电压的切换。丝加热电压的切换。w 2.构成构成w 高压发生装高压发生装置由高压变置由高压变压器、压器、X线管线管灯丝变压器、灯丝变压器、高压整流器、高压整流器、高压交换闸、高压交换闸、高压插头和高

2、压插头和插座等高压插座等高压元器件构成元器件构成 第一节第一节 高压变压器高压变压器w 一、特点一、特点：w （1）高压变压器次级中心点接地：采用两个）高压变压器次级中心点接地：采用两个次级绕组同相串联，中心点接地的方式。次级绕组同相串联，中心点接地的方式。w （2）变压比小：次级输出的交流电压很高：）变压比小：次级输出的交流电压很高：诊断诊断X线机线机kV为为30150kV，治疗，治疗X线机线机kV可可达达200300kV或更高。或更高。w （3）设计容量小于最高输出容量）设计容量小于最高输出容量： 1/31/5w （4）体积小、重量轻）体积小、重量轻。 w 二、结构二、结构w 1铁心：铁心

3、：w 2初级绕组初级绕组 匝数较少，电压不高，一般在匝数较少，电压不高，一般在500V以下，但瞬间通过的电流很大；中型以上诊断用以下，但瞬间通过的电流很大；中型以上诊断用X线线机摄影可达上百安培。故对线圈层间绝缘强度的要机摄影可达上百安培。故对线圈层间绝缘强度的要求不十分严格求不十分严格 .初级绕组的线径粗的直流电阻很小初级绕组的线径粗的直流电阻很小 ，一般在一般在1欧姆以下。欧姆以下。 w 3次级绕组次级绕组 它通过的电流很小，一般在它通过的电流很小，一般在1000mA以以下，故多采用线径很小的油性或高强度漆包线绕制。下，故多采用线径很小的油性或高强度漆包线绕制。又因次级绕组总匝数在数万到数

4、十万匝之间，输出又因次级绕组总匝数在数万到数十万匝之间，输出的交流电压很高的交流电压很高 ，故诊断，故诊断X线机高压变压器都采用线机高压变压器都采用两个次级绕组同相串联，次级中心点接地的方式。两个次级绕组同相串联，次级中心点接地的方式。层间电压一般为层间电压一般为10001500V，提高层间绝缘强，提高层间绝缘强度度 4.中心点接地中心点接地w 高压次级中心点接地后可获得与大地相同的零电位，高压次级中心点接地后可获得与大地相同的零电位，因此次级两根输出线的任何一根对中心点的电压，等因此次级两根输出线的任何一根对中心点的电压，等于两根输出线间电压的一半，这样可使高压变压器的于两根输出线间电压的一

5、半，这样可使高压变压器的绝缘要求降低一半，构成高压变压器的各种材料的耐绝缘要求降低一半，构成高压变压器的各种材料的耐压要求降低一半压要求降低一半w 由于次级中心点电位为零，可以把由于次级中心点电位为零，可以把mA表串接在次表串接在次级中心点处，安装在控制台上，使控制台免受高压威级中心点处，安装在控制台上，使控制台免受高压威胁，从而保证操作人员的安全。胁，从而保证操作人员的安全。三、工作原理三、工作原理w 1变压比变压比 w 2能量守恒能量守恒 w 3匝数计算匝数计算 w U=4.4410-8fNBS w 空载电流 当高压变压器空载时，初级绕组中有一很小的电流I0流过，该电流称为空载电流。112

6、2UNKUNKNNUU21218104.44UNfBSw 四、过渡过程四、过渡过程w 1.暂态电流：高压变压器在电源电压零相位时接通暂态电流：高压变压器在电源电压零相位时接通 ，会产生很大的暂态电流产生很大的暂态电流 。w 2.突波电压：如果高压变压器在电源电压最大时，突波电压：如果高压变压器在电源电压最大时，即相位角为即相位角为时接通，由于磁通的变化从零开时接通，由于磁通的变化从零开始，因此没有暂态电流。但是在高压变压器的次级始，因此没有暂态电流。但是在高压变压器的次级却产生比正常值大却产生比正常值大1.5倍的脉冲电压，此脉冲电压称倍的脉冲电压，此脉冲电压称为突波电压。为突波电压。w w 3

7、.暂态电流的影响暂态电流的影响 由于由于X线机的曝光动作频繁且高压线机的曝光动作频繁且高压变压器通电时间短，若不采取措施防止暂态电流，则变压器通电时间短，若不采取措施防止暂态电流，则每次曝光的开始，将由于暂态电流过大而使每次曝光的开始，将由于暂态电流过大而使kV降低，降低，进而影响进而影响X线的输出。另外，过大的暂态电流将使高线的输出。另外，过大的暂态电流将使高压器件的绝缘强度下降而容易被击穿、损坏。压器件的绝缘强度下降而容易被击穿、损坏。 w 4.减少暂态电流的措施减少暂态电流的措施 ：高压变压器的接通时刻与高压变压器的接通时刻与前一次曝光的最后一个脉冲反相。前一次曝光的最后一个脉冲反相。w

8、 曝光时间为偶数个脉冲时，并且是在电源电压零相曝光时间为偶数个脉冲时，并且是在电源电压零相位时将高压变压器接通位时将高压变压器接通 。w 曝光前将高压变压器直流预磁，曝光时高压变压器曝光前将高压变压器直流预磁，曝光时高压变压器反相接通反相接通 。第二节第二节 高压元器件高压元器件一、灯丝变压器一、灯丝变压器w （一）结构（一）结构w 1铁心铁心 w 2初级绕组初级绕组：流过电流很小，导线直径很细流过电流很小，导线直径很细 w 3次级绕组次级绕组 :电流较大，直径较粗电流较大，直径较粗w （二）特点（二）特点w （1）次级绕组电位很高：灯丝变压器次级绕组的一）次级绕组电位很高：灯丝变压器次级绕组

9、的一端与高压变压器次级绕组的一端相连，当高压变压器端与高压变压器次级绕组的一端相连，当高压变压器工作时，灯丝变压器次级绕组电位很高，这就要求初、工作时，灯丝变压器次级绕组电位很高，这就要求初、次级间具有良好的绝缘，绝缘强度不能低于高压变压次级间具有良好的绝缘，绝缘强度不能低于高压变压器最高输出电压的一半。器最高输出电压的一半。w （2）变压比大：灯丝变压器初级电压在）变压比大：灯丝变压器初级电压在100220V之间，次级电压在之间，次级电压在512V之间，功率在之间，功率在100W左右。左右。w （3）次级电流较大）次级电流较大 二、高压整流器二、高压整流器w 它是由许多单晶硅做成的二极管以银

10、丝串联而成，外壳一般采用环氧树脂。w 它具有体积小、机械强度高、绝缘性能好、寿命长、性能稳定、正向电压降小和使用时无须灯丝加热等优点 三、高压电缆、高压插头与插座三、高压电缆、高压插头与插座w （一）高压电缆（一）高压电缆w （二）高压插头与插座（二）高压插头与插座各部分构造和作用如下：w 1导电芯线导电芯线 ：除传送X线管的kV外，阴极侧电缆还传送X线管灯丝加热电流。w 2高压绝缘层高压绝缘层 ：其主要作用是使芯线的高电压与地之间绝缘 w 3半导体层半导体层 ：使接触不良处不能形成高压静电场，从而防止了高压静电场引起的不良影响。w 4金属屏蔽层金属屏蔽层：一旦高压电缆击穿，导电芯线的高压便与金属屏蔽层短路，而金属屏蔽层通过固定环接地，从而保护操作者和病人的安全。w 5保护层保护层 ：w 6.内半导体层：其内半导体层：其作用是使芯线与高压绝缘层间的静电场分布均匀。因三条芯线不同轴，故电场分布不均匀。凸出处，单位面积电荷密度增大，易引起电缆击穿。四、高压交换闸四、高压交换闸 高压变压高压变压器产生的器产生的高压必须高压必须经过交换经过交换装置分别装置分别送到不同送到不同用途的用途的X线管上，线管上，这种交换这种交换装置称为装置称为高压交换高压交换闸闸 五、变压器油五、变压器油w 性能性能 w （1）电介质强度