一种高电压电容及负载一体化放电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高电压电容及负载一体化放电装置，包括同轴且依次连接的高压电容器结构、控制开关和放电负载结构，控制开关为开关内筒和开关外筒所构成的内外双气体室结构，开关低压电极一端设于开关内筒中，开关低压电极另一端与负载电阻连接，开关高压电极一端设于开关内筒中，开关高压电极另一端与高压电容器输出端连接，开关触发盘设于开关内筒中并与固定在开关外筒上的铜杆连接。本发明专利技术中所述高压电容器、控制开关和放电负载均采用模块化设计，并将模块化的部件同轴依次连接，使得整个系统结构紧凑且极易安装拆卸，而且本发明专利技术中的内外双气体室结构保证了绝缘耐压可靠性和工作稳定性，并可重频运行。

A High Voltage Capacitance and Load Integrated Discharge Device

【技术实现步骤摘要】
一种高电压电容及负载一体化放电装置
本专利技术涉及高电压充放电
，尤其涉及一种高电压电容及负载一体化放电装置。
技术介绍
高功率脉冲技术在材料、医疗、环保、生物、制造、光源等领域得到广泛应用，高功率脉冲功率装置通常由高压充电电源、高压电容器(或其它类型等效电容)、高压触发控制开关、放电负载四部分组成。脉冲功率装置其工作基本过程是，首先由高压充电电源对高电压脉冲电容器进行充电，达到需要的高电压时，由控制系统输出高电压触发信号，控制开关闭合，高电压电容器上能量通过开关对负载进行放电，如此完成一个脉冲输出，放电结束后，由充电电源再次对高压电容器充电，开始下一个脉冲输出。在实际实用过程中高压电容器的充电电压通常在数十～数百千伏，因此高压触发开关、放电负载的绝缘耐压也需要达到数十～数百千伏，另一方面为实现该类装置的稳定运行，需要引入高电压触发信号对开关触发导通时序进行控制，引入的高电压触发信号的电压等级与开关绝缘耐压等级基本一致，同样需要考虑触发信号的绝缘设计。所以高电压电容器、触发控制开关、高压触发信号、放电负载均需要考虑上百kV的绝缘耐压设计。在实际应用过程中，通常将上述部件分立放置，相互之间保留足够的耐压距离，不仅占据很大的空间，同时由于部件之间很长的连接线，增加了不必要的回路电感、电阻，对装置的效率、输出波形产生不利影响。鉴于此，研制一种结构紧凑、绝缘耐压可靠且安装方便的高电压电容及负载放电装置是本
技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高电压电容及负载一体化放电装置，所述放电装置将高压电容器、控制开关和放电负载采用模块一体化同轴连接，使得整个系统结构紧凑、易拆卸，并可重频运行，同时采用内外气体室结构的控制开关，有效保证了控制开关的绝缘耐压可靠性和工作稳定性。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种高电压电容及负载一体化放电装置，包括同轴且依次连接的高压电容器结构、控制开关和放电负载结构，所述高压电容器结构包括高压电容器和设于高压电容器充电端的充电接口，高压电容器充电端通过充电接口与外界充电电源连接，放电负载结构包括负载外筒设于负载外筒内的负载电阻，控制开关包括开关外筒、铜杆、开关低压电极和开关高压电极，开关外筒为密封的外筒气体室且开关外筒内设有开关内筒、开关触发盘、第一支撑板和第二支撑板，开关内筒、第一支撑板和第二支撑板构成密封的内筒气体室，开关高压电极一端设于开关内筒中，开关高压电极另一端穿过开关内筒和开关外筒与高压电容器输出端连接，开关低压电极一端设于开关内筒中，开关低压电极另一端穿过开关内筒和开关外筒与负载电阻连接，开关触发盘设于开关内筒内且位于开关低压电极和开关高压电极之间并与铜杆一端连接，铜杆另一端穿过开关外筒并固定于开关外筒的外侧。优选地，所述开关外筒的侧面设有第一法兰，第一法兰上设有设有第一充放气接口和第二充放气接口，第一充放气接口可与开关内筒连通用于对内筒气体室充放气，第二充放气接口可与开关外筒连通用于对外筒气体室充放气。优选地，所述开关外筒外侧上设有第二法兰和设于第二法兰上的绝缘支撑环，铜杆穿过开关外筒和第二法兰固定在绝缘支撑环上。优选地，所述高压电容器与开关外筒之间设有过渡段外筒和轴向连接杆，所述轴向连接杆设于过渡段外筒内，且轴向连接杆一端与高压电容器输出端连接，轴向连接杆另一端与开关高压电极连接。优选地，所述过渡段外筒的上端设有进油口，过渡段外筒的下端设有出油口。优选地，所述负载电阻的轴向中心为金属杆，且金属杆一端设于负载外筒内，金属杆另一端穿过负载外筒和开关外筒与开关低压电极连接。优选地，所述负载电阻沿径向并联排列在负载外筒内。优选地，所述放电装置还包括绝缘支撑板，所述绝缘支撑板包括设于高压电容器与控制开关之间的第一绝缘支撑板、设于控制开关与负载电阻之间的第二绝缘支撑板、设于所述放电装置末端的第三绝缘支撑板以及所述放电装置首端的第四绝缘支撑板。与现有技术比较，本专利技术具有以下有益技术效果：(1)本专利技术中所述高压电容器、控制开关和放电负载采用模块一体化设计同轴连接，使得整个系统结构紧凑、易拆卸，并可重频运行；而且控制开关采用内外气体室结构的气体开关，有效保证了绝缘耐压可靠性和工作稳定性；(2)本专利技术中通过所述第一充放气接口和第二充放气接口可分别对内筒气体室和外筒气体室进行独立充放气，从而可实现充放不同大小和种类的气体；(3)本专利技术中通过轴向连接杆和过渡段外筒连接高压电容器和开关外筒，一方面有助于模块化设计的控制开关和高压电容器的拆卸，另一方面可通过改变过渡段外筒两端的法兰盘尺寸连接不同尺寸的高压电容器及开关外筒，扩大了应用范围；(4)本专利技术中过渡段外筒上设有进油口和出油口，在高电压工作情况下，可通过进油口注入变压器油增加绝缘可靠性；(5)本专利技术中所述负载电阻采用径向并联排列的电阻，故电感小，且耐高电压；(6)本专利技术中所述放电装置各部件之间及首末两端均设置绝缘支撑板，既保证了对各部件的支撑效果，又进一步增加了部件之间绝缘耐压的可靠性能。附图说明图1为本专利技术一种高电压电容及负载一体化放电装置结构示意图，图2为本专利技术一种高电压电容及负载一体化放电装置电路示意图。图中：1.控制开关，2.高压电容器，3.过渡段外筒，41.第一绝缘支撑板，42.第二绝缘支撑板，43.第三绝缘支撑板，44.第四绝缘支撑板，5.开关外筒，6.支撑环，7.铜杆，8.金属杆，9.负载外筒，101.第一支撑板，102.第二支撑板，111.开关低压电极，112.开关高压电极，131.第一法兰，132.第二法兰，14.开关内筒，15.轴向连接杆，16.负载电阻，17.充电电源，18.充电接口。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。如图1、图2所示，一种高电压电容及负载一体化放电装置，包括同轴且依次连接的高压电容器结构、控制开关1和放电负载结构，所述高压电容器结构包括高压电容器2和设于高压电容器2充电端的充电接口18，高压电容器2充电端通过充电接口18与外界充电电源连接，放电负载结构包括负载外筒9和设于负载外筒9内的负载电阻16，控制开关1包括开关外筒5、铜杆7、开关低压电极111和开关高压电极112，开关外筒5为密封的外筒气体室且开关外筒5内设有开关内筒14、开关触发盘12、第一支撑板101和第二支撑板102，开关内筒14、第一支撑板101和第二支撑板102构成密封的内筒气体室，开关高压电极112一端设于开关内筒14中，开关高压电极112另一端穿过开关内筒14和开关外筒5与高压电容器2输出端连接，开关低压电极111一端设于开关内筒14中，开关低压电极111另一端穿过开关内筒14和开关外筒5与负载电阻16连接，开关触发盘12设于开关内筒14内且位于开关低压电极111和开关高压电极112之间并与铜杆7一端连接，铜杆7另一端穿过开关外筒5并固定于开关外筒5的外侧。本实施例中，通过将模块化设计的高压电容器2、控制开关1和负载电阻16同轴连接，使得整个系统结构紧凑、易拆卸，并可重频运行，而且所述控制开关1为相互独立且密封的内筒气体室和外筒气体室所构成的三电极触发盘结构，一方面通过外筒气体室充气可增加开关内筒14外表面的绝缘强度；一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高电压电容及负载一体化放电装置，其特征在于，包括同轴且依次连接的高压电容器结构、控制开关(1)和放电负载结构，所述高压电容器结构包括高压电容器(2)和设于高压电容器(2)充电端的充电接口(18)，高压电容器(2)充电端通过充电接口(18)与充电电源连接，放电负载结构包括负载外筒(9)和设于负载外筒(9)内的负载电阻(16)，控制开关(1)包括开关外筒(5)、铜杆(7)、开关低压电极(111)和开关高压电极(112)，开关外筒(5)为密封的外筒气体室且开关外筒(5)内设有开关内筒(14)、开关触发盘(12)、第一支撑板(101)和第二支撑板(102)，开关内筒(14)、第一支撑板(101)和第二支撑板(102)构成密封的内筒气体室，开关高压电极(112)一端设于开关内筒(14)中，开关高压电极(112)另一端穿过开关内筒(14)和开关外筒(5)与高压电容器(2)输出端连接，开关低压电极(111)一端设于开关内筒(14)中，开关低压电极(111)另一端穿过开关内筒(14)和开关外筒(5)与负载电阻(16)连接，开关触发盘(12)设于开关内筒(14)内且位于开关低压电极(111)和开关高压电极(112)之间并与铜杆(7)一端连接，铜杆(7)另一端穿过开关外筒(5)并固定于开关外筒(5)的外侧。...

【技术特征摘要】
1.一种高电压电容及负载一体化放电装置，其特征在于，包括同轴且依次连接的高压电容器结构、控制开关(1)和放电负载结构，所述高压电容器结构包括高压电容器(2)和设于高压电容器(2)充电端的充电接口(18)，高压电容器(2)充电端通过充电接口(18)与充电电源连接，放电负载结构包括负载外筒(9)和设于负载外筒(9)内的负载电阻(16)，控制开关(1)包括开关外筒(5)、铜杆(7)、开关低压电极(111)和开关高压电极(112)，开关外筒(5)为密封的外筒气体室且开关外筒(5)内设有开关内筒(14)、开关触发盘(12)、第一支撑板(101)和第二支撑板(102)，开关内筒(14)、第一支撑板(101)和第二支撑板(102)构成密封的内筒气体室，开关高压电极(112)一端设于开关内筒(14)中，开关高压电极(112)另一端穿过开关内筒(14)和开关外筒(5)与高压电容器(2)输出端连接，开关低压电极(111)一端设于开关内筒(14)中，开关低压电极(111)另一端穿过开关内筒(14)和开关外筒(5)与负载电阻(16)连接，开关触发盘(12)设于开关内筒(14)内且位于开关低压电极(111)和开关高压电极(112)之间并与铜杆(7)一端连接，铜杆(7)另一端穿过开关外筒(5)并固定于开关外筒(5)的外侧。2.如权利要求1所述的高电压电容及负载一体化放电装置，其特征在于，所述开关外筒(5)的侧面设有第一法兰(131)，第一法兰(131)上设有第一充放气接口和第二充放气接口，第一充放气接口可与开关内筒(14)连通对内筒气体室充放气，第二充放气接口可与开关外筒(5)连通用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷毅，李志强，王弘刚，洪志强，
申请(专利权)人：湖南华成迈创电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43