(57)【要約】      （修正有）【課題】進行波管（ＴＷＴ）と進行波管用の電圧供給器（エレクトロニックパワーコンディショナー、ＥＰＣ）との間を軽量で、コンパクトかつ高電圧に適した接続を行う方法を提供する。【解決手段】進行波管３の第１導線２と進行波管３用の電圧供給器５の第２導線４との間の高電圧接続１であり、高電圧接続１は、第１導線２又は第２導線４の端部）に圧着接続８によって接続されるプラグ６と、もう一方の導線４の端部１０に圧着接続１１によって接続されるソケット９を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
進行波管（３）の第１導線（２）と前記進行波管（３）用の電圧供給器（５）の第２導線（４）との間の高電圧接続（１）であって、前記第１導線（２）又は前記第２導線（４）の端部（７）に圧着接続（８）により接続されているプラグ（６）と、もう一方の導線（４）の端部（１０）に圧着接続（１１）により接続されているソケット（９）とを含む高電圧接続（１）。
【請求項２】
前記プラグ（６）及び前記ソケット（９）は、収縮ホース（１２）によって収縮させられて覆われ、前記収縮ホース（１２）は、前記プラグ（６）及び前記ソケット（９）に重なって、前記第１導線（２）及び前記第２導線（４）の絶縁（１５、１６）の絶縁面（１３、１４）の上に固着する、請求項１に記載の高電圧接続（１）。
【請求項３】
前記収縮ホース（１２）の両端部（１７、１８）が、前記第１導線（２）及び前記第２導線（４）のそれぞれの前記絶縁面（１３、１４）と共に接着剤（１９）によってシールされる、請求項２に記載の高電圧接続（１）。
【請求項４】
前記プラグ（６）及び前記ソケット（９）は、内側が導電性の収縮ホース（２０）によって収縮させられて直接覆われ、前記収縮ホース（２０）は、前記プラグ（６）及び前記ソケット（９）に重なって、前記第１導線（２）及び前記第２導線（４）の前記絶縁面（１３、１４）の上に固着する前記収縮ホース（１２）によって収縮させられて覆われる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の高電圧接続（１）。
【請求項５】
前記第１導線（２）が、第１ストランド（２１）を含み、前記第２導線（４）が、第２ストランド（２２）を含み、前記ストランド（２１、２２）は、それぞれの前記導線（２、４）の前記絶縁（１５、１６）によって取り囲まれ、第１絶縁（１５）の端面（２３）に隣接する端も、前記第１絶縁のこの端に隣接する前記第１ストランド（２１）の部分（２５）も、接着剤（２４）によってシールされる、請求項４に記載の高電圧接続（１）。
【請求項６】
前記接着剤（２４）が、前記第１導線（２）の前記絶縁（１５）よりも低い体積伝導性を有する、請求項５に記載の高電圧接続（１）。
【請求項７】
高電圧接続（１）を製造する方法であって、
‐  進行波管（３）の第１導線（２）と電圧供給器（５）の第２導線（４）を設置する工程であって、前記第１導線（２）が第１ストランド（２１）を含み、前記第２導線（４）が第２ストランド（２２）を含み、前記ストランド（２１、２２）を、それぞれの前記導線（２、４）の絶縁（１５、１６）によって取り囲む工程と、
‐  プラグ（６）と前記第１導線（２）又は前記第２導線（４）の端部（７）との間の圧着接続（８）を行う工程と、
‐  ソケット（９）ともう一方の導線（２、４）の端部（１０）との間の圧着接続（１１）を行う工程と、
‐  前記プラグ（６）を前記ソケット（９）に接続する工程、
を含む方法。
【請求項８】
前記プラグ（６）及び前記ソケット（９）を、収縮ホース（１２）によって収縮して覆い、前記収縮ホース（１２）を、前記プラグ（６）及び前記ソケット（９）に重ねて、前記第１導線（２）及び前記第２導線（４）の前記絶縁（１５、１６）の絶縁面（１３、１４）の上に固着させる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記収縮ホース（１２）の両端部（１７、１８）を、前記第１導線（２）及び前記第２導線（４）のそれぞれの前記絶縁面（１３、１４）と共に接着剤（１９）によってシーリングする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
‐  前記プラグ（６）及び前記ソケット（９）を、内側が導電性の収縮ホース（２０）によって収縮させて覆い、
‐  第１絶縁（１５）の端面に隣接する端と、前記第１ストランド（２１）の部分（２５）であって、前記第１絶縁の前記端に隣接する部分（２５）のシーリングを接着剤（２４）によって行い、
‐  内側が導電性の前記収縮ホース（２０）を、少なくとももう１つの収縮ホース（１２）によって収縮させて覆う、
請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記端部（７、１０）を、前記プラグ（６）、前記ソケット（９）、前記絶縁（１５、１６）及び内側が導電性の前記収縮ホース（２０）と共に加熱し、前記第１絶縁の前記端面（２３）に隣接している前記端と、前記第１ストランド（２１）の前記部分（２５）であって、前記第１絶縁の前記端面に隣接する前記端に隣接している部分（２５）のシーリングを、加熱した状態で前記接着剤（２４）によって行い、その後、少なくとももう１つの収縮ホース（１２）による、内側が導電性の前記収縮ホース（２０）の収縮覆いが行われる前に、室温に冷却する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記端面（２３）に隣接する前記端と、前記第１ストランド（２１）の前記部分（２５）であって、前記第１絶縁の前記端面に隣接する前記端に隣接している部分（２５）のシーリング用の前記接着剤（２４）の硬化が過圧下で行われる、請求項１０又は１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、進行波管（ＴＷＴ）と進行波管用の電圧供給器（エレクトロニックパワーコンディデョナー、ＥＰＣ）との間の高電圧接続に関する。特に、本発明は進行波管の第１導線（又はワイヤ）と電圧供給器の第２導線（又はワイヤ）との間の高電圧接続に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に衛星技術及び宇宙飛行において用いられる進行波管増幅器の技術分野における革新的な小型化かつ同時に高電圧化の中にあって、前記第１及び第２導線による前記進行波管と前記電圧供給器との間の軽量で、コンパクトでかつ高電圧に適した接続に対する需要があるといってよい。
【０００３】
前記第１導線及び前記第２導線の端部をスプライス接続（はと目）によって互いに接続することは公知である。しかしながら、そのような接続を行い、それを分離し、そしてそれを維持するために非常に時間を消費する。さらに、そのような接続は約７ｋＶまでしか試験されていない。その上、前記導線をロウ付けまたは互いに鋳込むことによるソリューションが公知であるが、修理の際に前記進行波管及び電圧供給器の組立完成品を、場合によってはスクラップにしなければならず、その結果、コストが高くなる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本題に入ると、本発明の目的は、冒頭で記載したタイプの高電圧接続であって、上述の欠点を克服する高電圧接続を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、独立請求項の主要部によって解決される。有利な実施形態は、従属請求項と以下の明細書や図面にも記載又は表示してある。
【０００６】
進行波管用の第１導線と前記進行波管用の電圧供給器の第２導線との間における本発明の高電圧接続は、前記第１導線又は前記第２導線の端部に圧着接続によって接続されているプラグと、もう一方の導線の端部に圧着接続によって接続されているソケット（又はジャック）を含む。
【０００７】
換言すると、プラグは前記第１導線の端部に圧着接続によって貼り付けられてよく、又ソケットは第２導線の端部に圧着接続によって貼り付けられてよく、これを入れ替えてもよい。特に、前記端部は、ここでは対応する前記導線のストランドによって形成してよい。前記高電圧接続は、前記プラグ及び前記ソケットによって接続され、又分離されてよい。特に、前記プラグは宇宙飛行に適したプラグか又はすでに宇宙飛行用に認定されたプラグでよい。特に、同様に、前記ソケットは宇宙飛行に適したソケットか又はすでに宇宙飛行用に認定されたソケットでよい。前記プラグ及び前記ソケットは一般的なものでよく、例えば、ＡＷＧ２０〜ＡＷＧ３０などの様々な直径に使用できるものでよい。これによって、前記第１導線及び前記第２導線の様々な線の厚み、特にワイヤの厚みの組合せが可能になる。本発明の高電圧接続は、軽量及びコンパクト設計を特に特徴とする。さらに、それは製造コストが高くなく、分離が簡単であるため、修理し易い。その上、それは、ＤＣ電圧について、少なくとも、１０ｋＶまでの送電に使用することができる。
【０００８】
１つの実施形態によると、前記プラグと前記ソケットは１つの収縮ホース（シュリンキングホース）によって収縮させられて覆われるものである。つまり、前記収縮ホースは前記プラグと前記ソケットに被さり、前記第１導線及び前記第２導線の絶縁の絶縁面に固着する。
【０００９】
前記収縮ホースは、宇宙飛行用として認定されていて、高電圧検査済み又は耐高電圧性であることが好ましい。例えば、それはポリエチレン系の材料製でよい。前記絶縁は前記導線の外部ケース又は外皮を形成する。この場合、単一のワイヤによるストランドが前記絶縁の中にあるのが好ましい。前記収縮ホースは前記プラグ及び前記ソケットに直接被さって収縮してよい。これにより、真空中での使用に適した高電圧接続が素早く行われる。しかしながら、特に高電圧の送電を可能にするため、代替として、前記収縮ホースが、その内側が導電性のもう１つの収縮ホースに被さって収縮してもよい。そうすると、もう１つの収縮ホースは、順繰りに、前記プラグ及び前記ソケットに直接被さって収縮する。
【００１０】
特に、前記収縮ホースの両端部を、前記第１導線及び第２導線のそれぞれの絶縁面と共に接着剤によってシールすることができると有利である。そのような高電圧接続はパッシェンの法則による最小での使用に適している。特に、前記接着剤はエポキシ樹脂又はポリウレタン系の膠でよい。前記接着剤によるシーリングの前に、シールすべき面には、特に確実な接着を行うためそれ相応に前処理をしてよい。
【００１１】
上述の本発明の高電圧接続及び関連する実施形態は、約１０ｋＶまでのＤＣ電圧を送電するのに特に適している。さらに、それは軽量、コンパクト、かつ修理が容易である。
【００１２】
もう１つの実施形態によると、前記プラグ及び前記ソケットは、内側が導電性の１つの収縮ホースによって収縮させられて直接覆われる。その収縮ホースは、順繰りに、上述の前記収縮ホースによって収縮させられて覆われる。内側が導電性の前記収縮ホースは、低アウトガス用に構成されているのが好ましい。内側が伝導性の収縮ホースによって、前記プラグ接続の過渡期における電場増強（フィールドエンハンスメント）が一様又は平衡になる可能性がある。この実施形態及び以下に記載された実施形態は、さらに、約１０ｋＶまで及びより高いＤＣ電圧について送電されるＤＣ電圧にも、前記進行波管の前記導線及び前記電圧供給配置の前記導線が大きく変化するストランド直径を有している接続に対しても、特に適している。
【００１３】
もう１つの実施形態によると、前記第１導線は第１ストランドを有し、前記第２導線は第２ストランドを有し、前記ストランドは前記それぞれの導線の絶縁で覆われ、第１絶縁の端面に隣接している端も、前記端面に隣接している前記端に隣接している前記第１ストランドの部分も、接着剤でシールされる。代替として又は追加として、前記第２絶縁の端面に隣接している端も、前記端面に隣接する前記端に隣接している前記第２ストランドの部分も、同様に、接着剤でシーリングされてよい。この場合、前記接着剤は、軸方向シーリングのために前記絶縁の端面に隣接する端にあって、前記絶縁の前記端面に隣接する前記端に向けて円錐状に開く、環状やリング形状のシーリングを形成してよい。この実施形態によって、前記導線の前記端部において大きな気泡やブローやキャビティーが形成されることを防止できる可能性がある。水泡発生のリスクは、例えば、真空鋳造の実施中又は熱暴露中の熱暴露が原因となって、特に前記絶縁の前記端においてアウトガス化によって生じる。さらに、ブローは前記ストランドと前記絶縁との間でアウトガス化が原因で発生する可能性がある。エポキシ樹脂及びポリウレタン系接着剤は、これに関しては特に適している。
【００１４】
さらに、前記接着剤は、その場合に上述のシーリングが施されている限り、前記第１導線や前記第２導線の前記絶縁よりも体積伝導性が低くても良い。これにより、電界歪（フィールドストレイン）及び水泡発生リスクが減少する可能性がある。
【００１５】
上述の本発明の高電圧接続は、例えば、これが正しく組立てられていない場合や前記進行波管を交換しなければならない場合に、特に簡単に、オーバーホールできる可能がある。前記プラグと前記ソケットは互いから簡単に分離することができる。例えば、少なくとも１つの収縮ホースは、それが備えられているとすると、鋭利なメスによってその表面を切り込んだり切り分けたりすることができる。例えば温風ファンによる熱入力によって、前記少なくとも１つの収縮ホースは、前記切り口に沿って手で、又は例えば楊枝を用いて取り除くことができる。前記接着剤ですら、熱入力と、例えば楊枝の使用により、簡単にそして跡をほとんど残さないで取り除くことができる。その後、前記プラグ接続のプラグとソケットとが分離される。接着剤の使用の際、及び絶縁が含まれる前記高電圧接続の更新形成前に、適当なプラズマ処理を行うと対応する面の接着が改善され得る。
【００１６】
本発明の高電圧接続を製造するための方法は、進行波管の第１導線と電圧供給器の第２導線とを提供することが含まれ、前記第１導線は第１ストランドを含み、前記第２導線は第２ストランドを含み、前記ストランドはそれぞれの導線の絶縁に覆われている。圧着接続は、プラグと第１導線や第２導線の端部との間も、ソケットともう一方の導線の端部との間にも行われる。さらに、前記プラグは前記ソケットに接続される。
【００１７】
圧着接続を施すことにより、例えば公知の方法によると必要となる上、時間を消費する残留フラックス剤の洗浄工程を省略することができる。このことは、洗浄工程が一緒に接着される表面の接着特性にネガティブな衝撃を与える可能性があることから、特に有利である。まとめると、本発明の方法はそれが簡単であることに特徴がある。
【００１８】
本発明の方法の１つの実施形態によると、前記プラグと前記ソケットは１つの収縮ホースによって収縮させられて覆われ、前記収縮ホースは前記プラグと前記ソケットに重なって前記第１導線及び前記第２導線の前記絶縁の絶縁面上に固着する。特に、前記収縮ホースは、耐高電圧性で宇宙飛行に適している、例えばポリエチレン製の収縮ホースでよい。この実施形態による高電圧接続は当然真空中での使用に適する。さらに、複数の収縮ホースを重ね合わせて設置できると有利である。この場合、互いに関して前記収縮ホースの重畳や長さ関するグラデーションが、例えば、電場計算（フィールドキャリキュレーション）によって決定されてよい。互いを収縮によって覆う複数の収縮ホースを備えることによって、前記高電圧接続の誘電性強さが高まる可能性がある。
【００１９】
さらに、前記収縮ホースの両端部のシーリングを、前記第１導線及び前記第２導線の前記それぞれの絶縁面と共に接着剤によって行ってよい。そのような高電圧接続は、パッシェンの法則による最小での使用に同様に適している。特に、前記接着剤はエポキシ樹脂又はポリウレタン系の膠でよい。特に確実な接着を行うため、前記接着剤によるシーリングの前に、前記導線及び収縮ホースのシールすべき面にそれ相応に前処理をしてよい。
【００２０】
もう１つの実施形態によると、前記プラグと前記ソケットの収縮覆いは、内側が導電性の１つの収縮ホースによって行われる。この収縮ホースは、本発明の高電圧接続に関して記載されたように構成することができる。さらに、第１絶縁の端面に隣接している端も、前記第１絶縁の端面に隣接する前記端に隣接している前記第１ストランドの部分も、接着剤でシールされる。代替として又は追加として、第２絶縁の端面に隣接している端も、前記第２絶縁の端面に隣接する前記端に隣接している前記第２ストランドの部分も、同様に、接着剤でシールされてよい。前記接着剤の良好な接着のために、シールすべき前記部分を、特にプラズマで前処理してよい。さらに、内側が導電性の前記収縮ホースは、少なくとももう１つの収縮ホースによって収縮させられて覆われる。特に、収縮によって覆われた内側が導電性の収縮ホース及び前記絶縁面は、例えばエポキシ樹脂やポリウレタン系の接着剤の薄い層で覆われてよく、例えばポリエチレン製の収縮ホースによって、又はその類の複数の収縮ホースによって収縮させられて覆われてよい。前記高電圧接続の誘電性強さに対するインパクトは、接着剤の量（前記第１収縮ホースと端面に隣接する前記ストランドの前記絶縁の前記端との間に残留し得るキャビティーの充填）及び互いに収縮して覆っている収縮ホースの数量によって計算することが可能性である。互いに関しての前記収縮ホースの重畳や長さに関するグラデーションが、例えば、電場計算によって決定されてよい。
【００２１】
さらに、前記端部は、プラグ、ソケット、絶縁及び内側が導電性の収縮ホースと一緒に加熱されてよく、前記第１絶縁の端面に隣接している前記端のシーリングも、第１絶縁の前記端面に隣接する前記端に隣接している前記第１ストランドの前記部分のシーリングも接着剤によって加熱された状態において行われてよく、その後、内側が導電性の前記収縮ホースが少なくとももう１つの収縮ホースによって収縮させられて覆われる前に、室温に冷却することができる。例えば、加熱は炉の中で、例えば７０℃まで行われてよい。加熱によって、残存しているガス分を前記導線から、特にその絶縁から押し出すことができる。その後、前記端部は、プラグ、ソケット及び内側が導電性の収縮ホースと共に前記炉から取り出すことができ、温かい状態にあるときに接着剤でシールすることができる。その後、前記端部、前記プラグ、前記ソケット、内側が導電性の前記収縮ホース及び前記シーリングの前記接着剤は、例えば２０℃の室温まで冷却される。毛細管効果により、又室温への冷却によって、前記接着剤は前記導線の前記絶縁に浸透することができ、これにより前記絶縁の多孔部分を充填し硬化する。
【００２２】
さらに、前記第１絶縁の端面に隣接している前記端のシーリングのための前記接着剤の硬化も、前記第１絶縁の前記端面に隣接する前記端に隣接している前記第１ストランドの前記部分のシーリングのための前記接着剤の硬化も、室温で過圧のもとで行われてよい。このことは、発生し得るブローのサイズを大きく減少することができる可能性を示唆する。
【００２３】
本発明の方法の、さらなる特徴、効果及び有利な実施形態に関して、そして重複を避けるために、本発明の高電圧接続に関連する説明を行う。
【００２４】
以下にて、さらに、ノンスケールの模式図面を基に例示的実施形態の説明をする。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、圧着プラグ接続を有する本発明の高電圧接続の例示的実施形態の側面図である。
【図２】図２は、図１の高電圧接続の長手方向の断面図である。
【図３】図３は、図１及び図２の高電圧接続のシーリングの長手方向の断面図の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１〜３は、図１及び図２の右側に示される進行波管３の第１導線２と、図１及び図２の左側に示される進行波管３用の電圧供給器５の第２導線４との間の高電圧接続１を示す。
【００２７】
図２に示されるように、宇宙飛行用に認定されたプラグ６は圧着接続８によって第１導線２の端部７に接続され、宇宙飛行用に認定されたソケット９は圧着接続１１によって第２導線４の端部１０に接続されている。プラグ６はソケット９の中に嵌合されている。第１端部７は第１導線２の第１ストランド２１によって形成され、第２端部１０は第２導線４の第２ストランド２２によって形成される。
【００２８】
プラグ６及びソケット９は、宇宙飛行用に認定され耐高電圧性の、例えばポリエチレン製の収縮ホース１２によって収縮させられて覆われている。収縮ホース１２は、プラグ６及びソケット９に重なり、第１導線２の第１絶縁１５の第１絶縁面１３と、第２導線４の第２絶縁１６の第２絶縁面１４の上に固着している。収縮ホース１２の両端１７、１８は、第１導線２及び第２導線４のそれぞれの絶縁面１３、１４と共に、例えばエポキシ樹脂又はポリウレタン系の接着剤１９によってシールされる。特に接着剤１９の確実な接着のために、絶縁面１３、１４は、公知の方法にしたがってそれぞれ前処理を施してよい。
【００２９】
プラグ６及びソケット９は、低アウトガスで、内側が導電性の収縮ホース２０によって収縮させられて直接覆われ、順繰りに、内側が導電性の収縮ホース２０は、収縮ホース２０に重なっている宇宙飛行用に認定され耐高電圧性の収縮ホース１２によって収縮させられて覆われる。
【００３０】
第１ストランド２１は第１絶縁１５の内側にあり、第２ストランド２２は第２絶縁１６の内側にある。特に、図３に明確に表示したように、第１絶縁１５の端面２３は、例えば低アウトガスの歪硬化エポキシ樹脂又はポリウレタン系の接着剤２４によってシールされる。接着剤２４は、リング形状のシーリングを形成し、第１端部７の部分２５であって、端面２３に隣接した端に隣接している部分２５に円周状に接着すると共に、端面２３に軸方向に接着することにより、端面２３の方向に向かって円錐状に広がる。さらに、接着剤２４は第１導線２の第１絶縁１５よりも体積導電性が低い。
【００３１】
上述の高電圧接続は、まず進行波管３の第１導線２及び電圧供給器５の第２導線４を設置することによって行ってよい。つぎに、プラグ６と第１導線２の端部７との間の圧着接続８を行う。同様に、ソケット９と第２導線４の端部１０との間の圧着接続１１を行う。引き続き、プラグ６をソケット９に接続する。その後、プラグ６とソケット９は、内側が導電性の収縮ホース２０によって収縮させられて覆われる。
【００３２】
そして、端部７、１０は、プラグ６、ソケット９、絶縁１５、１６及び内側が導電性の収縮ホース２０と共に加熱され、その加熱された状態で接着剤２４によって、端面２３及び部分２５のシーリングが行われる。この場合、事前に、表面を接着剤２４によって湿らす処理が行われている。その後、それは室温まで冷却される。接着剤２４は、毛細管効果によって第１絶縁１５に部分的に浸透し、多孔部を充填して硬化する。硬化は発生し得るブローのサイズを大幅に縮小するために、過圧のもとで行われる。その後、内側が導電性の収縮ホース２０は、宇宙飛行用に認定され耐高電圧性の収縮ホース１２によって収縮させられて覆われる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
2017152367000001.pdf