一种气体火花开关、金属丝电爆炸回路制造技术

本申请公开了一种气体火花开关、金属丝电爆炸回路，气体火花开关包括上座体、下座体和外壳；上座体、下座体和外壳形成内部具有空腔的密封结构，外壳的侧壁设有气嘴；上座体和下座体均包括电极座和石墨电极，石墨电极伸入外壳的内部，电极座安装于外壳的端部；两个石墨电极相对且间隔设置。金属丝电爆炸回路包括上述的气体火花开关、以及充电电源、储能电容、泄放单元、金属丝负载和压缩空气泵；本申请解决了传统的气体火花开关通过电荷量过大时，气体火花开关的电极和绝缘材料存在严重烧蚀的问题。本实用新型专利技术的气体火花开关放电带来的烧蚀污染更小，安装拆卸也更加方便，因此能够满足百千焦级电容储能的金属丝电爆炸时的控制需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种气体火花开关、金属丝电爆炸回路


[0001]本申请属于脉冲功率
，具体涉及一种气体火花开关、金属丝电爆炸回路。

技术介绍

[0002]在水中金属丝电爆炸实验中，气体火花开关作为脉冲源中的能量控制部，气体火花开关击穿性能和稳定性能对金属丝电爆炸的效果和重复性具有重要意义。在目前百千焦级电容储能下的金属丝电爆炸应用时，通过开关的电流最大达到百千安级别，脉宽达到600微秒以上，通过电荷量在数十库仑以上。而传统的小型两电极气体火花开关和触发开关已经不再适合金属丝电爆炸的通过电荷量，传统的气体火花开关会引起电极和绝缘材料的严重烧蚀，从而导致开关提前报废。

技术实现思路

[0003]本申请实施例通过提供一种气体火花开关、金属丝电爆炸回路，解决了传统的气体火花开关应用于金属丝电爆炸时，存在通过电荷量过大而导致气体火花开关的电极和绝缘材料严重烧蚀的问题。
[0004]本技术实施例提供了一种气体火花开关，包括上座体、下座体、以及筒状结构的外壳；
[0005]所述上座体和所述下座体的结构相同，所述上座体和所述下座体对称设置于所述外壳上端和下端，所述上座体、所述下座体、以及所述外壳形成内部具有空腔的密封结构，所述外壳的侧壁设置有用于向外壳内部空腔充放气的气嘴；
[0006]所述上座体和所述下座体均包括电极座、以及连接于所述电极座一端的石墨电极，所述石墨电极伸入所述外壳的内部，所述电极座安装于所述外壳的端部；
[0007]所述上座体的石墨电极和所述下座体的石墨电极相对且间隔设置。
>[0008]在一种可能的实现方式中，所述上座体的石墨电极和所述下座体的石墨电极以9～11mm的间距间隔设置。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述石墨电极和所述电极座之间还设置有垫片，所述垫片用于调节所述上座体的石墨电极和所述下座体的石墨电极的间距。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述石墨电极和所述电极座通过螺纹连接，所述石墨电极的端部设置有螺纹孔，所述电极座的端部设置有用于与所述螺纹孔配合的螺柱。
[0011]在一种可能的实现方式中，还包括用于固定所述上座体和所述下座体的保护壳，螺栓依次穿过所述保护壳和所述电极座上的孔后旋入所述外壳上的螺纹孔。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述外壳的外侧壁设置有多个球型凸起。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述垫片采用紫铜材料，所述电极座采用黄铜材料，所述外壳采用尼龙材料。
[0014]本技术实施例还提供了一种金属丝电爆炸回路，包括上述的气体火花开关、以及充电电源、储能电容、泄放单元、金属丝负载和压缩空气泵；
[0015]所述充电电源和所述泄放单元并联于所述储能电容的两端，所述泄放单元包括串联连接的泄放开关和泄放电阻；
[0016]所述气体火花开关的下座体的电极座连接于所述储能电容的一端，所述气体火花开关的上座体的电极座通过高压电缆连接于所述金属丝负载的一端，所述金属丝负载的另一端分出两路分别连接于所述储能电容的另一端和大地；
[0017]所述压缩空气泵的出气管连接于所述气嘴，所述出气管上设置有气压计和泄压阀。
[0018]本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0019]本技术实施例提供了一种气体火花开关、金属丝电爆炸回路，该气体火花开关采用了较大面积的石墨电极，石墨电极直接气化能大幅减少金属电极融蚀带来的污染。石墨电极放电区域正对且较集中，因此电场均匀性好。气体火花开关在放电时，电流通过的热量直接使石墨由固态转为气态，因此降低了石墨转换为液态使电极烧蚀而导致开关提前报废的几率。相比现有技术，本技术的气体火花开关放电带来的烧蚀污染更小，安装拆卸也更加方便，因此能够满足百千焦级电容储能的金属丝电爆炸时的控制需求。
[0020]本技术采用空气作为绝缘气体，有利于野外现场装备的运输、以及安装，同时安全性高；石墨电极与空气在电弧作用下，主要生成二氧化碳，二氧化碳具有一定的绝缘性能，因此空气作为绝缘气体能够满足气体火花开关的使用需求。
[0021]传统金属电极固
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液的烧蚀变化，会伴随较多的漂浮金属粉末粘连在绝缘内壁上，金属电极的转为液态时会在电极表面留下不均匀的烧蚀坑，进而改变了两个电极表面距离和电极之间的电场不均匀度，从而对放电的稳定性造成影响。而本技术的气体火花开关导通时，两个石墨电极之间会因为电弧放电而产生表面烧蚀坑，石墨电极的烧蚀更多以升华的形式脱离电极表面，从而可避免电极表面出现凹坑，同时气体烧蚀产物可大幅度减少对绝缘的污染。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本技术实施例提供的气体火花开关的结构示意图。
[0024]图2为本技术实施例提供的金属丝电爆炸回路的结构示意图。
[0025]附图标记：1
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上座体；2
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下座体；3
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外壳；4
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气嘴；5
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电极座；6
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石墨电极；7
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垫片；8
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保护壳；9
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凸起；10
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气体火花开关；11
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充电电源；12
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储能电容；13
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泄放单元；14
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金属丝负载；15
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压缩空气泵。
具体实施方式
[0026]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实
施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0027]在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体火花开关，其特征在于：包括上座体(1)、下座体(2)、以及筒状结构的外壳(3)；所述上座体(1)和所述下座体(2)的结构相同，所述上座体(1)和所述下座体(2)对称设置于所述外壳(3)上端和下端，所述上座体(1)、所述下座体(2)、以及所述外壳(3)形成内部具有空腔的密封结构，所述外壳(3)的侧壁设置有用于向外壳(3)内部空腔充放气的气嘴(4)；所述上座体(1)和所述下座体(2)均包括电极座(5)、以及连接于所述电极座(5)一端的石墨电极(6)，所述石墨电极(6)伸入所述外壳(3)的内部，所述电极座(5)安装于所述外壳(3)的端部；所述上座体(1)的石墨电极(6)和所述下座体(2)的石墨电极(6)相对且间隔设置。2.根据权利要求1所述的气体火花开关，其特征在于：所述上座体(1)的石墨电极(6)和所述下座体(2)的石墨电极(6)以9～11mm的间距间隔设置。3.根据权利要求2所述的气体火花开关，其特征在于：所述石墨电极(6)和所述电极座(5)之间还设置有垫片(7)，所述垫片(7)用于调节所述上座体(1)的石墨电极(6)和所述下座体(2)的石墨电极(6)的间距。4.根据权利要求3所述的气体火花开关，其特征在于：所述石墨电极(6)和所述电极座(5)通过螺纹连接，所述石墨电极(6)的端部设置有螺纹孔，所述电极座(5)的端部设...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永民，谭震，刘思民，李孝利，卢勇，闫世平，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：新型
国别省市：