《x线机高压部》PPT课件.ppt

1,第三章 线机高压部件,李 燕,X线发生装置的高压部件是X线机主机系统中的主要元器件，分布于高压发生器、高压电缆和X线管组件中。高压发生器通过高压电缆与X线管组件连接。本章重点介绍高压发生器内的各高压部件和高压电缆的结构、特点、作用及常见故障。高压发生器的作用是：产生并输出X线管所需要的直流高压；产生并输出X线管灯丝加热所需要的电压。完成多管X线机的管电压及灯丝加热电压的管位切换。,高压发生器主 要组成：高压变压器、X线管灯丝加 热变压器、高压整流器、高压交换闸、高压插座、高压绝缘油等。,变压器 是利用电磁感应原理进行工作的，所以将它划在电机的范畴内。由于它没有转动部件，是静止的，因而有人称之为“静止电机”。,变压器的分类,电力变压器电力系统传输电能的升压变压器、降压变压器、配电变压器等。,试验、仪用等变压器,特种变压器,电炉、整流变压器,电源变压器,环形变压器,控制变压器,三相干式变压器,接触调压器,变压器功能,组成：变压器由铁心和绕组组成。铁心构成磁路，绕组构成电路。绕组按一定规律连接的线圈。,变压器的结构,单相变压器,原绕组匝数为N1，副绕组匝数为N2。当变压器原绕组通以交流电流时，在铁心中产生交变磁通，根据电磁感应原理，原、副绕组都产生感应电动势，副绕组的感应电动势相当于新的电源，这就是变压器的基本工作原理。,变压器的工作原理,原、副边电压关系,原、副边电流关系,K为变比,第一节 工频高压变压器 第二节 其它高压部件,第一节 工频高压变压器 在X线发生装置中高压变压器的作用是将两、三百伏的交流电压升高为40150kV，供X线管使用。它是一个初、次级线圈匝数比很大的升压变压器，其工作原理同普通变压器。,一、高压变压器的结构与普通变压器一样，高压变压器的结构也由铁芯、初级线圈、次级线圈等组成，但有其特点。,（一）铁芯铁芯的作用是给磁通提供通路。其具体制造方法有：1.叠制法2.卷制法,（二）初级线圈高压变压器将初级线圈绕制成两个后，串联或并联使用，要特别注意两个线圈的首尾端接线不能接错，否则磁通将反向抵消而无输出。,同名端：当两个电流分别从两个线圈的对应端流入，其所产生的磁场相互加强时，则这两个对应端称为同名端。,为什么要引入同名端的概念？,实际应用中，电气设备中的线圈都是密封在壳体内，一般无法看到线圈的绕向，因此在电路图中常常也不采用将线圈绕向绘出的方法，通常采用“同名端标记”表示绕向一致的两相邻线圈的端子。,同名端的实验测定的方法：,*,*,如图电路，当闭合开关S时，I 增加，电压表正偏。,互感线圈的串联,互感线圈L1和L2相串联时有两种情况：(1)一对异名端相联，另一对异名端与电路相接，这种连接方法称为顺接串联(顺串），下左图所示；,(2)一对同名端相联，另一对同名端与电路相接，其连接方法称为反接串联(反串)，下右图所示：,1.两线圈顺串时，电流同时由同名端流入（或流出)，因此它们的磁场相互增强。,2.两线圈反串时，电流同时由异名端流入（或流出)，因此它们的磁场相互消弱。,互感线圈的并联,两对同名端分别相联后并接在电路两端，称为同侧相并，如下图所示；,2.两对异名端分别相联后并接在电路两端，称为异侧相并，如下图所示：,（三）次级线圈为提高效率，高压变压器的初、次级线圈通常绕在铁芯的同一个臂上。在X线发生装置中，要求高压变压器的次级线圈输出电压为40150kV。输出电压高，线圈的总匝数多达数万匝或数十万匝，从里到外绕制，绕制成的线圈呈阶梯形，如图所示。次级线圈通常绕成匝数相等的两个（或四个）线圈，两个线圈的始端接在一起并接地，其电位最低。两个次级线圈的末端（即线圈外表面铜片引出线端）就是高压变压器的输出端。,（四）高压变压器次级线圈的中心接地诊断用X线发生装置高压变压器的次级两线圈的始端连接在一起，并将此中心点接地称为高压次级中心接地，又叫次级线圈的中心接地，则该中心的电位为零电位。两个次级线圈的另一根输出线对中心点的电压就为两根输出线间电压的一半。高压变压器的元器件、电缆线的绝缘要求就降低了一半。,高压变压器次级中心点电位为零，就可以在此处串入指示管电流的mA表。mA表可安全地安装在控制台面上，方便操作人员在操作中观察表的指示情况。为了防止mA表电路断路而使中心点电位升高，特设有保护装置。多数X线发生装置都是在中心点两根引出线的接线柱上并联一对放电针或一个充气放电管。当断路发生，中心点电位升高时，放电针放电或充气放电管导通，将高电位处对地接通，起到保护作用。,二、高压变压器的工作原理（略）三、高压变压器的特点X线发生装置因工作状态的不同，与普通变压器比较，其高压变压器具有以下特点：1.变压比大 一般有1:200、1:300、1:500或1:600等。2.连续工作负荷小，瞬时工作负荷大3浸在高压绝缘油中使用,四、高压变压器的常见故障1次级高压对地击穿2次级线圈局部短路3次级线圈断路,变压器有哪些声音异常？变压器在正常运行时，会发出连续均匀的“嗡嗡”声。如果产生的声音不均匀或有其他特殊的响声，就应视为变压器运行不正常。主要有以下几方面故障：）变压器夹件或螺丝钉松动、声音比平常大且有明显的杂音，但电流、电压无明显异常时，则可能是内部夹件或压紧铁芯的螺 丝钉松动，导致硅钢片振动增大。,）变压器局部放电。若变压器的熔断器或分接开关接触不良时，即断路时，有“吱吱”的放电声；若变压器的变压套管脏污，表面釉质脱落或有裂纹存在，可听到“嘶嘶”声；若变压器内部局部放电，则会发出“吱吱”或“僻啪”声，这时，应对变压器马上进行停用检测。）变压器绕组发生短路。声音中夹杂着有水沸腾声，且温度急剧变化，油位升高，则应判断为变压器绕组发生短路故障，严重时会有巨大轰鸣声，随后可能起火。这时应立即停用变压器进行检查。,变压器有哪些异常现象？套管污损引起异常：套管污损会发生臭氧味，冷却风扇、油泵烧毁会发出烧焦气味。油温异常内部故障引起温度异常。其内部故障，如绕组匝间或层间短路、线圈对围屏放电引起变压器温度异常。故障严重时，还有可能使防爆管或压力释放阀喷油，这时应立即将变压器停用检修。冷却器运行不正常所引起的温度异常。冷却器运行不正常或发生故障，如风扇损坏、散热器管道积垢、散热器阀门没有打开等诸多因素引起温度升高，应对冷却器系统进行维护和冲洗，以提高其冷却效果。,变压器可以采取哪些反事故措施？1)变压器加油应采用真空注油，以排除气泡。油质应化验合格。2)对变压器渗漏油的故障要及时加以处理。3)防爆装置应按要求安装在正确的位置。,第二节 其它高压部件本节介绍高压发生器中其它的高压部件。有：一、灯丝加热变压器 二、高压整流器 三、高压交换闸 四、高压电缆 五、高压插头与插座,一、灯丝加热变压器X线发生装置中的灯丝加热变压器指X线管灯丝加热供电变压器。灯丝变压器是利用互感原理制作的降压变压器。它为X线管灯丝提供约515V的加热电压，使灯丝获得10A以下的加热电流。若是双焦点X线发生装置，则设置两个灯丝加热变压器，分别称为大焦点灯丝变压器和小焦点灯丝变压器。,(一)灯丝加热变压器的结构灯丝变压器初级线圈工作电流较小，故绕制所用的导线线径较细，200mA以下的X线发生装置，多用直径0.190.51mm的漆包线分数层绕在铁芯上，总匝数约为8001000匝。灯丝变压器次级工作电流较大，多用直径为0.812.1mm的纱包或玻璃丝包圆铜线，分23层绕制，总匝数为数十匝。,（二）灯丝加热变压器的特点 1.具有足够的容量 X线管灯丝工作均属连续负荷工作，因此灯丝加热变压器必须具有足够的容量，才能提供稳定的加热电压给X线管。2.初、次级线圈之间绝缘良好 由图1-3可知在X线发生装置电路中，两个灯丝加热变压器次级的公共端线与高压变压器次级的负高压端线相接在一起，当高压变压器工作时，灯丝加热变压器次级也处于高电位下。因此，灯丝加热变压器的初、次级线圈间必须具有足够的绝缘强度，以防次级高压向初级低压侧产生击穿现象，损坏低压元件，危害人身安全。,第一章 X线机的构成与发展,（三）灯丝加热变压器的常见故障 1高压击穿 灯丝加热变压器的高压击穿指的是次级线圈侧的高电位对低压侧的初级线圈击穿，这种故障时有发生。2断路或接触不良 故障现象表现为灯丝不能正常加热。若发生断路时，灯丝不能燃亮，无X线发生。若断路点发生在双焦点X线管灯丝变压器次级的公用线路上，则表现为X线管大、小灯丝同时燃亮，但亮度较暗，不能正常发射电子，X线发生甚微或无X线产生。,二、高压整流器高压整流电路利用高压整流元件将高压变压器输出的交流高压变为脉动直流高压，加给X线管，使其始终保持在阳极为正、阴极为负的直流高压下曝光。这提高了交流电的利用率，充分发挥了X线管的效率。,（一）高压真空整流管高压真空整流管目前已经淘汰，被高压硅整流器所取代。（二）高压硅整流器高压硅整流器又称为高压硅堆，其外形及内部结构如图所示。在使用中，高压硅整流器要浸入高压绝缘油中，油温不得超过70。加在硅整流器上的反向峰值电压不得超过额定值，以防击穿。国产高压硅整流器的型号为2DL系列。如：2DL100X、2DL130X、2DL150X、2DL180X等，主要性能参见表3-1。,表3-1 高压硅整流管型号及参数,桥式整流电路的工作原理,桥式整流电路,u2正半周时电流通路,桥式整流电路,u0,u1,T,RL,u2负半周时电流通路,T,RL,桥式整流电路的工作原理,（三）高压整流元件的常见故障 1高压真空整流管 常见故障是灯丝断路和真空度下降。2高压硅整流管 常见故障是内部断路和高压击穿。在单相四管桥式整流电路中，当处于同一半周工作的一个或二个整流管断路后，透视时荧光屏亮度降低，电流指示约为正常值的一半；当处于正、负两个半周工作的整流管分别断路一个或二个后，将无X线产生。整流管击穿后，表现为透视或摄影时，机器发出明显过载声，电压表指针跌落，毫安表指针上冲，严重时达到满刻度，X线微弱或无X线。,三、高压交换闸中、大型X线机，如双床双管X线机，一个X线管安装在诊视床使用，作透视和胃肠摄影用；另一个X线管安装在立柱或悬吊装置上，作摄影及特殊检查用。两个X线管共用一个高压发生器，这就要求设置一个交换装置，把高压发生器产生的X线管灯丝加热电压和管电压进行交换、输送到选用的X线管上。完成交换功能的装置称为高压交换闸。高压交换闸有继电器式和电动机式两种。,（一）继电器式高压交换闸继电器式高压交换闸是目前使用最广泛的一种交换闸。其结构由铁芯、吸合线圈、衔铁和带有触点的高压绝缘支架组成，接点浸泡在高压发生器箱内的绝缘油中。工作原理与普通继电器相同，当吸合线圈得电后，衔铁吸合，带动高压绝缘支架动作，使触点闭合，将电路接通，输出管电压和灯丝加热电压给所选的X线管。,接触器,用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。,线圈,辅助触点,铁心,衔铁,电源,电机,主触点,常闭,常开,弹簧,图3-9是双管X线机的高压交换闸电路，透视时不给高压交换闸线圈J供电，其常闭触点接通床下X线管供电电路，将管电压和灯加热电压输送给1XG。摄影时给线圈J供电，常闭触点断开，切断1XG供电电路；常开触点闭合，接通床上X线管供电电路，将管电压和 灯加热电压输送给2XG。,图3-10是三管X线机的高压交换闸电路。三个X线管的工作由三个高压交换闸J1、J2、J3分别控制，AN1AN3为互锁式琴键开关，又分别控制了三个高压交换闸线圈的得电与否。当按下任一按键后，接通对应的高压交换闸线圈电路，高压交换闸吸合，输出管电压和灯加热电压给选用的X线管。由于采用互锁式按键，当按下任一键时，其余键自动弹起，断开了其余X线管管位的控制电路。,（二）电动机式高压交换闸（略）电动机式高压交换闸的结构由小型可逆电动机、驱动套件及装有触点的支架组成。其工作原理是：可逆电动机得电转动，经齿轮变速后，带动一根装有触点的高压绝缘支架，往复走动，使触点与高压插座上相应的接点接触。为控制电动机的转向和触点接触良好，在恰当的位置上精确设置限位开关，当触点与高压插座上的接点紧密接触后，限位开关被压开，自动切断电动机电源，运动立即停止。,（三）高压交换闸的常见故障1.绝缘支架断裂 此时衔铁吸合，但触点均不能接通，表现为断路故障，无高压及灯丝加热电压输出。2触点接触不良 当阳极或阴极高压触点出现接触不良时，会听到高压发生器箱中有放电声，控制台上毫安表指针不稳等现象。当供给灯丝加热电压的触点接触不良时，加热电压降低，出现X线微弱或无X线发生。3引线断路 若断线出现在大、小焦点引线上，将分别表现为一个灯丝不亮。若断线出现在灯丝公共引线上，将表现为大、小灯丝同时亮，但亮度不足。,四、高压电缆高压电缆的作用就是将高压发生器产生的高压和灯丝加热电压输送给X线管。高压电缆将高压发生器与X线管组件连接在一起，长度约为812m，最长的可达16m。（一）高压电缆的结构X线机的高压电缆，按芯线的排列方式可分为同心圆式和三角形式两种，由以下几个部分组成。,1芯线 2高压绝缘层3半导体层它的作用是消除绝缘层外表面与屏蔽层之间的静电。4金属屏蔽层 5保护层,（二）高压电缆的使用高压电缆在使用中，应注意防止过度弯曲，以免损坏绝缘层，降低绝缘强度。平时要加强保养，避免橡胶老化。高压电缆芯线与金属屏蔽层之间形成一个沿电缆长度分布的电容，该电容量虽小，但由于电压很高，电容上的电能不可忽视。维修时须特别注意，拔出电缆后必须先将芯线对地放电，以免电击。,（三）高压电缆的常见故障1高压电缆击穿2电缆芯线断路3电缆芯线短路,五、高压插头与插座（一）高压插头、插座的作用将高压电缆两端的插头分别插入高压发生器箱上盖和X线管管套上对应的高压插座内，即可完成高压发生器与X线管的连接。（二）插头与插座的构造（三）高压插头与插座的连接高压插头插入前要将插头与插座用乙醚或四氯化碳清洁处理，有必要时还要用电吹风作干燥处理，插入时用脱水凡士林或硅脂作填充剂，以排出插座内的空气。,六、常用绝缘材料（一）高压绝缘油高压绝缘油，又称冷却油。主要用于高压发生器箱内和X线管管套内的起绝缘和散热作用，其性能标准为：1电介质强度 在X线发生装置中，高压发生器用的油耐压要求大于30kV/2.5mm，组合机头和X线管管套内用的油耐压要求大于40kV/2.5mm。油杯标准是：杯内电极圆平面直径为25mm，极间平行距离为2.5mm，圆平面上缘与油面的距离不小于15mm。,2.粘度3燃烧点 要求在150160。4闪燃点 要求在135150。5凝固点 要求在1545。高压绝缘油按照凝固点标号，如15号油其凝固点为15，45号油其凝固点为45。6相对密度 要求在15.5时为0.895。7导热系数 要求油的温度上升1，膨胀系数为0.5。8颜色 一般为浅黄色或水白色，透明无悬浮物。化学性能稳定，无水分，含杂质少。,X线发生装置用的绝缘油，电介质强度是主要的。尤其是油中不能含有水分、悬浮物和杂质,否则会严重影响它的电性能。高压绝缘油长期使用后，由于受到电场、光线、高温、氧化、水份、触媒（如铜、铁、尘垢等）的作用，其性能会逐渐降低，电介质强度明显下降，此种现象称为高压绝缘油老化。高压绝缘油老化后必须换新油。在维修中存放高压绝缘油时，必须放在清洁、干燥的容器中密封保存，切勿长期暴露在空气中，以防吸潮。,71,講完了,