Оборудование и кабельные системы Essex X-Ray — высоковольтные технологии до 1 МВ

Производитель Essex X-Ray

Британская компания Essex X-Ray Ltd (HVT Centre, Брейнтри, Великобритания) основана более 50 лет назад и является мировым лидером в разработке и производстве высоковольтных кабельных сборок, соединителей и вакуумной изоляции.

Продукция поставляется в более чем 40 стран мира, система менеджмента качества сертифицирована по стандарту ISO 9001:2015.

Конструкция и изоляционные материалы высоковольтных кабелей Essex X-Ray

Высоковольтные кабели Essex X-Ray проектируются для долговременной работы под постоянным и импульсным напряжением от десятков киловольт до 1 мегавольта.

В качестве основного диэлектрика производитель применяет компаундированный этиленпропиленовый каучук (EPR), сшитый кремнийорганический силикон и модифицированный полиэтилен высокой плотности.

Использование экструдированного EPR гарантирует сохранение эластичности при отрицательных температурах и стойкость к ионизационному старению под воздействием коронных разрядов.

Внутренняя структура кабеля включает центральную медную токопроводящую жилу (монолитную или многопроволочную высокой гибкости), внутренний полупроводящий экран для выравнивания радиального градиента электрического поля, массивный слой диэлектрика, внешний экструдированный полупроводящий слой,

оплетку из луженых медных проволок высокой плотности (экран заземления) и наружную защитную оболочку. Для промышленных условий дефектоскопии внешняя оболочка усиливается коррозионностойкой оплеткой из нержавеющей стали.

Особенности кабельных сборок для медицинских томографов КТ и ангиографов

В современных спиральных компьютерных томографах рентгеновская трубка и высоковольтный генератор размещаются на вращающемся роторе гентри, совершающем до 4 оборотов в секунду при ускорениях до 50–70 g.

В то же время в напольных и потолочных ангиографических комплексах кабельная трасса подвергается непрерывным циклическим изгибам и кручению при позиционировании C-дуги вокруг пациента.

Медицинские кабельные сборки Essex X-Ray разрабатываются с учетом повышенных требований к усталостной прочности жил и экранов.

Кабели оконцовываются 3-контактными и 4-контактными разъемами Federal Standard (CA3, CA4) с прецизионными эластомерными изоляторами.

Использование антифрикционных разделительных слоев между диэлектриком и экраном минимизирует трибоэлектрический эффект — генерацию паразитных электрических зарядов при трении слоев кабеля при изгибе.

Это обеспечивает нулевой уровень наведенных шумов в чувствительных измерительных трактах детекторных матриц КТ.

Промышленная радиография и дефектоскопия NDT: кабели до 600 кВ DC

В установках неразрушающего контроля металлоконструкций, контроле сварных стыков магистральных трубопроводов и досмотровых инспекционно-досмотровых комплексах (ИДК) применяются рентгеновские аппараты с монополярными трубками (до 225–320 кВ) и биполярными излучателями (до 450–600 кВ).

В биполярных схемах напряжение генератора делится пополам: положительный потенциал подается на анодный кабель, отрицательный — на катодный.

Кабельные сборки Essex X-Ray NDT оснащаются усиленными металлическими экранами и адаптерами, обеспечивающими надежный контакт заземляющего контура с корпусом моноблока или трубки.

Изоляционные материалы устойчивы к трансформаторным минеральным и синтетическим маслам (Shell Diala, Nytro), применяемым для охлаждения и дополнительной изоляции анодных блоков рентгеновских аппаратов Comet, Gulmay, Spellman и Varex.

Высоковольтные интерфейсы Federal Standard, мини-разъемы и соединители R30

Разъемное соединение кабеля с высоковольтным генератором или рентгеновской трубкой является наиболее критичным узлом системы с точки зрения вероятности электрического пробоя по границе раздела сред.

Essex X-Ray выпускает полный ряд стандартизированных наконечников Federal Standard (3-pin и 4-pin), плоских соединителей типа pancake для низкопрофильных моноблоков, малогабаритных разъемов mini-plug, а также специализированную пружинную серию R30.

Разъемы R30 (рассчитанные на напряжения 225 кВ и 300 кВ DC) оснащены внутренним пружинным механизмом постоянного поджатия эластомерного конуса к ответному гнезду розетки (receptacle).

Данное решение компенсирует тепловое расширение и циклическую усадку диэлектрических материалов при чередовании рабочих циклов нагрева и охлаждения, исключая образование воздушных зазоров и микроразрядов на границе контакта.

Импульсные кабельные линии высокой энергии для ускорителей и мегасайенс-установок

Для исследовательских установок ядерной физики, синхротронных источников, лазеров на свободных электронах (включая установку FLASH в исследовательском центре DESY) и линейных индукционных ускорителей требуются кабельные линии, способные передавать мегаваттные импульсы мощности наносекундной

длительности с фронтами нарастания менее десятка наносекунд.

Essex X-Ray производит импульсные коаксиальные кабели с рабочим импульсным напряжением до 1 МВ.

Конструкция характеризуется ультранизкой погонной индуктивностью, однородным волновым сопротивлением по всей длине бухты и расширенной полосой пропускания частот, что устраняет искажения формы импульса накачки и предотвращает опасные отражения электромагнитной волны в генераторный модуль.

Кабельные вводы сверхвысокой стабильности для электронной микроскопии (SEM, TEM)

В сканирующих (SEM) и просвечивающих (TEM/STEM) электронных микроскопах разрешение нанометрового и субангистремного масштаба напрямую зависит от стабильности ускоряющего напряжения, подаваемого на катод или автоэмиссионную пушку (FEG).

Любые микроразряды в толще изолятора кабеля или фликкер-шум в контактном узле приводят к мгновенному смещению фокуса электронного пучка и появлению горизонтальных полос на изображении.

Кабельные сборки Essex X-Ray для микроскопии изготавливаются из особо чистых полимерных композиций с предварительным кондиционированием под высоким напряжением.

Герметичные высоковольтные вводы (feedthroughs) обеспечивают надежный вакуумный переход из атмосферной зоны генератора в сверхвысоковакуумную колонну микроскопа без натекания газов и нарушения чистоты тракта.

Технология вакуумного литья диэлектрических смол

На собственном производственном комплексе HVT Centre в Великобритании Essex X-Ray осуществляет вакуумную подготовку, дегазацию и литье эпоксидных и полиуретановых смол.

Технологический процесс вакуумной заливки смол позволяет изготавливать изоляторы сложной пространственной конфигурации, монтажные платы высоковольтных делителей и блочные розетки (receptacles) с абсолютным отсутствием внутренних газовых включений.

Удаление остаточного воздуха под глубоким вакуумом исключает возникновение частичных разрядов внутри диэлектрика при напряженностях поля свыше 20–30 кВ/мм.

Отлитые узлы проходят прецизионную механическую доработку на 5-осевых фрезерных центрах с ЧПУ для обеспечения микронных допусков посадочных диаметров и канавок под уплотнительные кольца O-ring.

Компаундирование и герметизация высоковольтных узлов Resin Encapsulation & Potting

Высоковольтные умножители напряжения, импульсные импульсные трансформаторы, датчики тока и делители напряжения подвергаются разрушительному воздействию влажности воздуха, пыли и перепадов давления.

Процесс компаундирования смолами Essex X-Ray создает герметичную монолитную оболочку, защищающую электронные компоненты от внешней среды по классу IP68.

Используемые эпоксидные и кремнийорганические компаунды обладают диэлектрической проницаемостью 3,0–3,5, высокой теплопроводностью для отвода тепла от резисторов делителя и коэффициентом термического расширения, согласованным с металлом выводов.

Это предотвращает растрескивание компаунда при циклических изменениях температуры от -50 до +150 °C.