具有多个间隙的多通道放电器和高脉冲功率的发生器制造技术

本发明专利技术涉及一种具有多个间隙的多通道放电器（２２），其特别用在ＬＴＤ族的高功率发生器中。本发明专利技术的放电器（２２）包括一个密封腔（１），两个与电连接装置（１５）相连的放电电极（３，４），和多个均匀设置在该密封腔室中的中间电极（５，６，７）。中间电极中的一个被称为启动电极（５）并且与启动装置相连，该启动装置允许建立放电器的发射。所述启动电极（５）还包括一些允许在腔室（１）的中心分布气体的连成一体的喷管，从而提高了对放电器的电压控制。本发明专利技术的放电器（２２）的特征在于，负的放电极（４）包括具有电晕效应的针（１４）的装置，它的几何形状适合于补偿负的放电极（４）和直接相邻的中间电极（７）之间的形状差别从而保证了在该密封腔室中电位的均匀分布。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有多个间隙的多通道放电器，其特别用于LTD (直线变压器驱动源)族的高脉冲功率的发生器。诸如用于高脉冲功率的发生器中的放电器是一种能够允许在 縮短的时间段中传递高电能的装置。对于一些快速操作(特性时间 小于1—2微妙)来说，放电器的表现因此一般根据表明放电期限的 其电压控制和其电感值来评价。因此为了降低电感和增加电荷量， 提出了将通道数量加倍，即将传递电荷过程中产生的电弧数量加倍。 不同的多通道放电器模型因此已经由俄国HCEI (High Current Electronics Institute)研究所和麦克斯维尔实验室(参看Shiva STAR INDUCTIVE PULSE COMPRESSION SYSTEM, R. E. Rei磨sky等 人，她IEEE Pulsed Power Conf， Albuquerque, NM， June 6 —8， 1983， p196)研发。具有多个间隙的多通道放电器整体上包括两个所谓的放电电 极，将充电电压施加到该放电电极上；和一系列均匀设置在两个放 电电极之间的所谓的中间电极，从而限定了一定数量的间隙，在所 述间隙中施加在放电器的端子上的电位大致均匀地分布。该电极的 组合一般被封闭在一个可被供应气体的密封腔室中。因此以T508 A/AX命名的商用的具有多个间隙的多通道放电 器被制造出来。这种放电器允许在以高压填充六氟化硫(SF6)时 保持大约+或一100kV的电压的安全性。为了免除SF6的使用，已经调整了具有多个间隙的多通道放电 器，其被供应增压干空气。所述放电器允许达到同样的性能并应用电晕效应，所述电晕效应允许在中间电极之间(参见MULTI GAP SWITCH FOR MARX GENERATORS, B. M. Kovalchuk等人， 2002， IEEE， ISBN 0-7803-71208/02)较均匀地分布不同的电位。不 同模式的放电器因此被调整。所述放电器的形式，电极数量和固定 到壳体上的方式已经被测验。对于非常快速的操作(特性时间小于 l一2微妙)来说，通过具有5个中间电极的实施例获得了在紧凑性 /性能比方面的最好的产品，每个中间电极在其对称轴上装备了一个 电晕效应的针。同样，受到负电位作用的放电电极在其中心装备了 一个电晕效应的针。如此制作的放电器被填充压縮空气并且在充电 期间受到+ 100kV或者一100kV电压作用。设置在两个放电电极之 间的中间距离处的中间电极与启动装置相连，从而允许启动该放电 器的发射。该启动电极在充电期间受到了零伏电位的作用。因此， 该放电器被分为两个区域， 一个区域是负极性的，另一个区域是正 极性的。很明显如果在放电器中央的压力为2.5atm (latm=105Pa) 则正极性区域保持该电压，而该负极性区域自动启动。该负极性区 域仅仅在空气压力达到4atm时差保持所述电压。压力的增加在正常 的工作范围内导致了放电器中电感的增加。本专利技术用于解决不同的问题并且提出了一种带有多个间隙的 多通道放电器，其能够保持特别高的电压，同时具有更小的电感和 电阻。本专利技术的另一个目标是调整一种放电器，在密封腔室中该放电 器的压力足够小从而限定了电阻和电感，但是还要足够大从而保持 在放电器端子处施加的高电压。本专利技术还给出一种其几何形状允许大致降低在电极上的电场 的具有多个间隙的多通道放电器，决定了在最小的压力下良好地保 持电压。因此，本专利技术的具有多个间隙的多通道放电器包括-一一个密封腔，包括两个间隔安装的电极， 一个称为正的放电 电极，另一个称为负的放电的实心电极，一至少一个所谓中间电极，设置在密封腔室中在两个放电电极 之间以便限定了在所述放电电极之间的间隙，中间电极之 一 直接邻 接负的放电电极，一一些电连接装置，适合于允许带有正电位的正的放电电极与 带有负电位的负的放电电极相连，_一些适合于允许使至少一个中间电极，称为启动中间电极受到 充电阶段的预定电位和发射阶段启动发射的不同电位作用的装置，一一些针，设置在密封腔中，以便在其中产生电晕效应的放电， 从而使由所述电极限定的间隙受到中间电位的作用，一一些将气体分布在密封腔中的装置。根据本专利技术，所述放电器的特征在于，该负的放电电极包括具 有电晕效应的针的装置，其几何形状适于补偿该负的放电电极和直 接相邻的中间电极之间的形状差异，即几何形状和/或者尺寸的差 异，从而保证在整个腔室内大致均匀地分布电位。事实上，该负的放电电极和直接相邻的中间电极具有不同的形 状。尤其是，朝向正的放电电极取向的该直接相邻的中间电极的部 分具有与负的电极的形状不同的形状。试验表明在该负的放电电极 上固定具有电晕效应的针的装置能够永续良好地保持该放电器的电 压，因为在其腔室中良好地分布了电位，其中该具有电晕效应的针 的装置的几何形状适合于补偿在负的放电电极和相邻的中间电极之间的形状差异。该带有针的装置的几何形状改善了电位分布，因为 在电位升高期间将电荷转移到该放电器中。本专利技术的放电器最好如此实施每个中间电极装备了至少一个 电晕效应针；在下述结构中选择负的放电电极的带有针的装置的几 何形状包括至少一个比设置在腔室中的其他电晕效应的针大的电 晕效应的针的装置，包括数量上比每个中间电极的电晕效应针多的 电晕效应针的装置，或者包括一些适合便于在腔室中均匀分布电位 的几何形状的针的装置。该负的电极的具有电晕效应的针的装置的 几何形状可以变化并且取决于负的电极的形状和直接相邻的电极的 形状。本专利技术的电晕效应的针的设置和所获的结果根据经验是出乎 预料的甚至是矛盾的；事实上本领域技术人员直觉上倾向于研究在 将电晕效应的针固定在所述电极上时的绝对对称性，其原因是在 尖端附近，该电晕效应通过使等电位表面更加紧密而决定了电场的 值局部增加；使得所述效应沿腔室不平衡根据经验导致了电位分布 的不平衡。试验表明与所接受的想法相反，例如在负的放电电极上 比在其他电极上固定更大的针事实上均匀化了电位在放电器中的分 布。这可以在事后用下述事实解释事实上第一间隙并不像其他间 隙那样反应并且电位均匀分布的研究需要便于将该第一间隙的电荷 在该负的放电电极和直接相邻的中间电极之间传递，这在本专利技术中 得到了实现，即将其几何形状适合于如通过增加电晕效应的针的长 度补偿形状差异的带有针的装置固定在负的放电电极上。本专利技术的 放电器因此允许良好分布电位，同时限定了其尺寸和电感。根据本专利技术，有利的是，至少一个电晕效应的针设置在每个中 间电极上，另一方面，该负的放电电极的带有针的装置包括至少一 个电晕效应的针，其尺寸适合于将带有针的装置的所述电晕效应的针的尖端与所述直接相邻的中间电极分开的距离不同于将每个中间 电极的每个电晕效应的针的尖端和直接位于该电晕效应的针的尖端 对面的中间电极分开的距离中的每一个。根据本专利技术，有利的是，该负的放电电极的具有针的装置包括至 少一个电晕效应的针，该电晕效应的针的尺寸适合于将带有针的装置 的电晕效应的针的尖端与该直接相邻的中间电极分开的距离小于将 每个中间电极的每个电晕效应的针与直接位于该电晕效应的针的尖 端对面的中间电极的距离中的每一个。这些区别便于把电位均匀地分 布到该腔室中，从而平衡本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有多个间隙的多通道放电器，包括：　　　　－一个密封腔（１），包括两个间隔安装的电极，一个称为正的放电电极（３），另一个称为负的放电实心电极（４），　　　　－至少一个所谓中间电极（６），设置在密封腔室中在两个放电电极之间以便限定了在所述放电电极之间的间隙，中间电极之一（７）直接邻接负的放电电极（４），　　　　－一些电连接装置（１５），适合于允许带有正电位的正的放电电极（３）与带有负电位的负的放电电极（４）相连，　　　　－一些适合于允许使至少一个中间电极，称为启动中间电极（５）受到充电阶段的预定电位和发射阶段启动发射的不同电位作用的装置，　　　　－一些针（１０），设置在密封腔室（１）中，以便在其中产生电晕效应的放电，从而使由所述电极（３，４，５，６，７）限定的间隙受到中间电位的作用，　　　　－一些将气体分布在密封腔室（１）中的装置（８），　　　　所述放电器的特征在于，该负的放电电极（４）包括具有电晕效应的针（１４）的装置，其几何形状适于补偿该负的放电电极（４）和直接相邻的中间电极（７）之间的形状差异，即几何形状和／或者尺寸的差异，从而保证电位在整个腔（１）中大致均匀地分布。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：L弗雷卡利纳，
申请(专利权)人：伊万霍工业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]