第四章高壓發(fā)生裝置

1、1.作用作用w 把自耦變壓器輸入的交流電壓升高數(shù)百倍，把自耦變壓器輸入的交流電壓升高數(shù)百倍，再經(jīng)整流，為再經(jīng)整流，為X線管提供產(chǎn)生線管提供產(chǎn)生X線所需的直流線所需的直流高壓（高壓（kV）；）；w 把把X線管燈絲初級(jí)電路輸入的交流電壓降線管燈絲初級(jí)電路輸入的交流電壓降低，為低，為X線管燈絲提供加熱電壓；線管燈絲提供加熱電壓；w 如配有兩只以上如配有兩只以上X線管，還要完成線管，還要完成kV和燈和燈絲加熱電壓的切換。絲加熱電壓的切換。w 2.構(gòu)成構(gòu)成w 高壓發(fā)生裝高壓發(fā)生裝置由高壓變置由高壓變壓器、壓器、X線管線管燈絲變壓器、燈絲變壓器、高壓整流器、高壓整流器、高壓交換閘、高壓交換閘、高壓插頭和高

2、壓插頭和插座等高壓插座等高壓元器件構(gòu)成元器件構(gòu)成 第一節(jié)第一節(jié) 高壓變壓器高壓變壓器w 一、特點(diǎn)一、特點(diǎn)：w （1）高壓變壓器次級(jí)中心點(diǎn)接地：采用兩個(gè)）高壓變壓器次級(jí)中心點(diǎn)接地：采用兩個(gè)次級(jí)繞組同相串聯(lián)，中心點(diǎn)接地的方式。次級(jí)繞組同相串聯(lián)，中心點(diǎn)接地的方式。w （2）變壓比?。捍渭?jí)輸出的交流電壓很高：）變壓比小：次級(jí)輸出的交流電壓很高：診斷診斷X線機(jī)線機(jī)kV為為30150kV，治療，治療X線機(jī)線機(jī)kV可可達(dá)達(dá)200300kV或更高?；蚋?。w （3）設(shè)計(jì)容量小于最高輸出容量）設(shè)計(jì)容量小于最高輸出容量： 1/31/5w （4）體積小、重量輕）體積小、重量輕。 w 二、結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)w 1鐵心：鐵心

3、：w 2初級(jí)繞組初級(jí)繞組 匝數(shù)較少，電壓不高，一般在匝數(shù)較少，電壓不高，一般在500V以下，但瞬間通過(guò)的電流很大；中型以上診斷用以下，但瞬間通過(guò)的電流很大；中型以上診斷用X線線機(jī)攝影可達(dá)上百安培。故對(duì)線圈層間絕緣強(qiáng)度的要機(jī)攝影可達(dá)上百安培。故對(duì)線圈層間絕緣強(qiáng)度的要求不十分嚴(yán)格求不十分嚴(yán)格 .初級(jí)繞組的線徑粗的直流電阻很小初級(jí)繞組的線徑粗的直流電阻很小 ，一般在一般在1歐姆以下。歐姆以下。 w 3次級(jí)繞組次級(jí)繞組 它通過(guò)的電流很小，一般在它通過(guò)的電流很小，一般在1000mA以以下，故多采用線徑很小的油性或高強(qiáng)度漆包線繞制。下，故多采用線徑很小的油性或高強(qiáng)度漆包線繞制。又因次級(jí)繞組總匝數(shù)在數(shù)萬(wàn)到數(shù)

4、十萬(wàn)匝之間，輸出又因次級(jí)繞組總匝數(shù)在數(shù)萬(wàn)到數(shù)十萬(wàn)匝之間，輸出的交流電壓很高的交流電壓很高 ，故診斷，故診斷X線機(jī)高壓變壓器都采用線機(jī)高壓變壓器都采用兩個(gè)次級(jí)繞組同相串聯(lián)，次級(jí)中心點(diǎn)接地的方式。兩個(gè)次級(jí)繞組同相串聯(lián)，次級(jí)中心點(diǎn)接地的方式。層間電壓一般為層間電壓一般為10001500V，提高層間絕緣強(qiáng)，提高層間絕緣強(qiáng)度度 4.中心點(diǎn)接地中心點(diǎn)接地w 高壓次級(jí)中心點(diǎn)接地后可獲得與大地相同的零電位，高壓次級(jí)中心點(diǎn)接地后可獲得與大地相同的零電位，因此次級(jí)兩根輸出線的任何一根對(duì)中心點(diǎn)的電壓，等因此次級(jí)兩根輸出線的任何一根對(duì)中心點(diǎn)的電壓，等于兩根輸出線間電壓的一半，這樣可使高壓變壓器的于兩根輸出線間電壓的一

5、半，這樣可使高壓變壓器的絕緣要求降低一半，構(gòu)成高壓變壓器的各種材料的耐絕緣要求降低一半，構(gòu)成高壓變壓器的各種材料的耐壓要求降低一半壓要求降低一半w 由于次級(jí)中心點(diǎn)電位為零，可以把由于次級(jí)中心點(diǎn)電位為零，可以把mA表串接在次表串接在次級(jí)中心點(diǎn)處，安裝在控制臺(tái)上，使控制臺(tái)免受高壓威級(jí)中心點(diǎn)處，安裝在控制臺(tái)上，使控制臺(tái)免受高壓威脅，從而保證操作人員的安全。脅，從而保證操作人員的安全。三、工作原理三、工作原理w 1變壓比變壓比 w 2能量守恒能量守恒 w 3匝數(shù)計(jì)算匝數(shù)計(jì)算 w U=4.4410-8fNBS w 空載電流 當(dāng)高壓變壓器空載時(shí)，初級(jí)繞組中有一很小的電流I0流過(guò)，該電流稱為空載電流。112

6、2UNKUNKNNUU21218104.44UNfBSw 四、過(guò)渡過(guò)程四、過(guò)渡過(guò)程w 1.暫態(tài)電流：高壓變壓器在電源電壓零相位時(shí)接通暫態(tài)電流：高壓變壓器在電源電壓零相位時(shí)接通 ，會(huì)產(chǎn)生很大的暫態(tài)電流產(chǎn)生很大的暫態(tài)電流 。w 2.突波電壓：如果高壓變壓器在電源電壓最大時(shí)，突波電壓：如果高壓變壓器在電源電壓最大時(shí)，即相位角為即相位角為時(shí)接通，由于磁通的變化從零開(kāi)時(shí)接通，由于磁通的變化從零開(kāi)始，因此沒(méi)有暫態(tài)電流。但是在高壓變壓器的次級(jí)始，因此沒(méi)有暫態(tài)電流。但是在高壓變壓器的次級(jí)卻產(chǎn)生比正常值大卻產(chǎn)生比正常值大1.5倍的脈沖電壓，此脈沖電壓稱倍的脈沖電壓，此脈沖電壓稱為突波電壓。為突波電壓。w w 3

7、.暫態(tài)電流的影響暫態(tài)電流的影響 由于由于X線機(jī)的曝光動(dòng)作頻繁且高壓線機(jī)的曝光動(dòng)作頻繁且高壓變壓器通電時(shí)間短，若不采取措施防止暫態(tài)電流，則變壓器通電時(shí)間短，若不采取措施防止暫態(tài)電流，則每次曝光的開(kāi)始，將由于暫態(tài)電流過(guò)大而使每次曝光的開(kāi)始，將由于暫態(tài)電流過(guò)大而使kV降低，降低，進(jìn)而影響進(jìn)而影響X線的輸出。另外，過(guò)大的暫態(tài)電流將使高線的輸出。另外，過(guò)大的暫態(tài)電流將使高壓器件的絕緣強(qiáng)度下降而容易被擊穿、損壞。壓器件的絕緣強(qiáng)度下降而容易被擊穿、損壞。 w 4.減少暫態(tài)電流的措施減少暫態(tài)電流的措施 ：高壓變壓器的接通時(shí)刻與高壓變壓器的接通時(shí)刻與前一次曝光的最后一個(gè)脈沖反相。前一次曝光的最后一個(gè)脈沖反相。w

8、 曝光時(shí)間為偶數(shù)個(gè)脈沖時(shí)，并且是在電源電壓零相曝光時(shí)間為偶數(shù)個(gè)脈沖時(shí)，并且是在電源電壓零相位時(shí)將高壓變壓器接通位時(shí)將高壓變壓器接通 。w 曝光前將高壓變壓器直流預(yù)磁，曝光時(shí)高壓變壓器曝光前將高壓變壓器直流預(yù)磁，曝光時(shí)高壓變壓器反相接通反相接通 。第二節(jié)第二節(jié) 高壓元器件高壓元器件一、燈絲變壓器一、燈絲變壓器w （一）結(jié)構(gòu)（一）結(jié)構(gòu)w 1鐵心鐵心 w 2初級(jí)繞組初級(jí)繞組：流過(guò)電流很小，導(dǎo)線直徑很細(xì)流過(guò)電流很小，導(dǎo)線直徑很細(xì) w 3次級(jí)繞組次級(jí)繞組 :電流較大，直徑較粗電流較大，直徑較粗w （二）特點(diǎn)（二）特點(diǎn)w （1）次級(jí)繞組電位很高：燈絲變壓器次級(jí)繞組的一）次級(jí)繞組電位很高：燈絲變壓器次級(jí)繞組

9、的一端與高壓變壓器次級(jí)繞組的一端相連，當(dāng)高壓變壓器端與高壓變壓器次級(jí)繞組的一端相連，當(dāng)高壓變壓器工作時(shí)，燈絲變壓器次級(jí)繞組電位很高，這就要求初、工作時(shí)，燈絲變壓器次級(jí)繞組電位很高，這就要求初、次級(jí)間具有良好的絕緣，絕緣強(qiáng)度不能低于高壓變壓次級(jí)間具有良好的絕緣，絕緣強(qiáng)度不能低于高壓變壓器最高輸出電壓的一半。器最高輸出電壓的一半。w （2）變壓比大：燈絲變壓器初級(jí)電壓在）變壓比大：燈絲變壓器初級(jí)電壓在100220V之間，次級(jí)電壓在之間，次級(jí)電壓在512V之間，功率在之間，功率在100W左右。左右。w （3）次級(jí)電流較大）次級(jí)電流較大 二、高壓整流器二、高壓整流器w 它是由許多單晶硅做成的二極管以銀

10、絲串聯(lián)而成，外殼一般采用環(huán)氧樹(shù)脂。w 它具有體積小、機(jī)械強(qiáng)度高、絕緣性能好、壽命長(zhǎng)、性能穩(wěn)定、正向電壓降小和使用時(shí)無(wú)須燈絲加熱等優(yōu)點(diǎn) 三、高壓電纜、高壓插頭與插座三、高壓電纜、高壓插頭與插座w （一）高壓電纜（一）高壓電纜w （二）高壓插頭與插座（二）高壓插頭與插座各部分構(gòu)造和作用如下：w 1導(dǎo)電芯線導(dǎo)電芯線 ：除傳送X線管的kV外，陰極側(cè)電纜還傳送X線管燈絲加熱電流。w 2高壓絕緣層高壓絕緣層 ：其主要作用是使芯線的高電壓與地之間絕緣 w 3半導(dǎo)體層半導(dǎo)體層 ：使接觸不良處不能形成高壓靜電場(chǎng)，從而防止了高壓靜電場(chǎng)引起的不良影響。w 4金屬屏蔽層金屬屏蔽層：一旦高壓電纜擊穿，導(dǎo)電芯線的高壓便與金屬屏蔽層短路，而金屬屏蔽層通過(guò)固定環(huán)接地，從而保護(hù)操作者和病人的安全。w 5保護(hù)層保護(hù)層 ：w 6.內(nèi)半導(dǎo)體層：其內(nèi)半導(dǎo)體層：其作用是使芯線與高壓絕緣層間的靜電場(chǎng)分布均勻。因三條芯線不同軸，故電場(chǎng)分布不均勻。凸出處，單位面積電荷密度增大，易引起電纜擊穿。四、高壓交換閘四、高壓交換閘 高壓變壓高壓變壓器產(chǎn)生的器產(chǎn)生的高壓必須高壓必須經(jīng)過(guò)交換經(jīng)過(guò)交換裝置分別裝置分別送到不同送到不同用途的用途的X線管上，線管上，這種交換這種交換裝置稱為裝置稱為高壓交換高壓交換閘閘 五、變壓器油五、變壓器油w 性能性能 w （1）電介質(zhì)強(qiáng)度