一种用于高压触发源的脉冲陡化装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于脉冲功率装置的脉冲陡化装置，具体涉及一种用于高压触发源的脉冲陡化装置，解决现有脉冲陡化装置，难以适用于数百千伏的高压触发源，以及结构松散，不利于快前沿触发电脉冲产生的技术问题。该用于高压触发源的脉冲陡化装置，包括环形接触导体、外壳、设置于外壳内部的伞状连接导体、N个电容连接片、固定绝缘体、N个脉冲陡化电容器以及气体陡化开关，N为大于等于3的正整数；外壳与环形接触导体、伞状连接导体及固定绝缘体同轴设置；环形接触导体的另一端用于与外部高压触发源的输出端连接；伞状连接导体的输出端与气体陡化开关连接，用于触发气体陡化开关击穿导通，使得气体陡化开关输出快前沿的触发电脉冲。冲。冲。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高压触发源的脉冲陡化装置


[0001]本专利技术涉及一种用于脉冲功率装置的脉冲陡化装置，具体涉及一种用于高压触发源的脉冲陡化装置。

技术介绍

[0002]高功率气体开关是脉冲功率装置中控制电能释放的关键部件。为实现气体开关的稳定受控导通，需要利用高压触发源产生的高幅值、快前沿的触发电脉冲去触发气体开关。目前常用的高压触发源包括Marx发生器型触发源和脉冲变压器型触发源，这两种类型的触发源虽然能够产生高幅值的触发电脉冲，但所产生触发电脉冲的前沿较缓，不利于气体开关的低抖动和稳定触发导通。
[0003]为同时获得高幅值且快前沿的触发电脉冲，通常的解决方案是在高压触发源的后端增加脉冲陡化装置。李登云等人在《100kV触发器输出脉冲的陡化》(《高电压技术》，2008年6月，第34卷，第06期，1255
‑
1260页)一文中介绍了“一种脉冲陡化装置”，通过在触发源输出端增加陡化电容和气体陡化开关，将90kV的电脉冲前沿从20ns降低为2.3ns。刘毅等人在《铁心式脉冲变压器的谐振充电特性》(《中国电机工程学报》，2012年1月,第32卷第1期，0186
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0192页)一文中，通过在脉冲变压器型高压触发源后端，增加陡化电容和三电极自触发型陡化开关，陡化后可产生电压峰值为123kV，脉冲前沿约23ns的触发电脉冲。以上两种脉冲陡化装置可以有效缩短电脉冲前沿，但存在以下不足之处：1、上述两种脉冲陡化装置受限于陡化电容和陡化开关的工作电压和耐压水平，使得该装置只能输出一百千伏左右的触发脉冲，难以适用于数百千伏的高压触发源；2、上述两种装置采用单一陡化电容，未使用多只陡化电容并联，使得陡化电容自身电感较大，同时该装置整体结构松散，不利于更快前沿触发电脉冲的产生。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有脉冲陡化装置，难以适用于数百千伏的高压触发源，以及结构松散，不利于快前沿触发电脉冲产生的技术问题，而提供一种用于高压触发源的脉冲陡化装置，可产生数百千伏高幅值、快前沿的触发电脉冲。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]一种用于高压触发源的脉冲陡化装置，其特殊之处在于，包括环形接触导体、外壳、设置于外壳内部的伞状连接导体、N个电容连接片、固定绝缘体、N个脉冲陡化电容器以及气体陡化开关，N为大于等于3的正整数；
[0007]外壳与环形接触导体、伞状连接导体及固定绝缘体同轴设置；
[0008]环形接触导体的一端通过N个脉冲传输连接片分别与N个电容连接片的一端连接，且N个脉冲传输连接片均与伞状连接导体的输入端连接；环形接触导体的另一端用于与外部高压触发源的输出端连接；
[0009]固定绝缘体上沿轴向设置有第一通孔，沿第一通孔圆周设置有N个第二通孔；
[0010]第二通孔包括连通的大孔和小孔；N个脉冲陡化电容器分别位于N个大孔内，且N个脉冲陡化电容器的输出端分别通过N个电容接地体接地；
[0011]N个电容连接片的另一端分别穿过N个小孔与对应的N个脉冲陡化电容器的输入端连接；
[0012]伞状连接导体位于第一通孔内部，且伞状连接导体的输出端与气体陡化开关连接，用于触发气体陡化开关击穿导通，使得气体陡化开关输出快前沿的触发电脉冲。
[0013]进一步地，所述伞状连接导体包括N个分裂爪与一个导通部件；
[0014]N个分裂爪均为L型结构，每个分裂爪的一端位于第一通孔外部且通过对应脉冲传输连接片与环形接触导体的一端连接，每个分裂爪的另一端分别与导通部件的一端固连；
[0015]导通部件的另一端与气体陡化开关连接。
[0016]进一步地，所述电容接地体包括接地底座、设置于接地底座内部的接地活动头与弹簧；
[0017]接地底座为圆筒状结构，且接地底座沿轴向设置有第四通孔；接地底座的一端通过接地连接片分别与N个脉冲陡化电容器的输出端连接；接地底座的另一端端口内壁设置有第一环形凸台；接地活动头为设置有第二盲孔的圆柱状结构且第二盲孔开口端朝向接地连接片；接地活动头的第二盲孔外壁上设置有与第一环形凸台配合的第二环形凸台；
[0018]弹簧位于第二盲孔内部，且弹簧的一端与接地连接片抵触，弹簧的另一端与第二盲孔的盲端内部相抵触。
[0019]进一步地，还包括与固定绝缘体相适配的支撑绝缘体；
[0020]支撑绝缘体包括环形本体、以及设置于环形本体上的N个固定楔块；
[0021]环形本体的内部与第一通孔贯通；
[0022]第二通孔的大孔为梯形槽，梯形槽的槽底面与小孔连通且梯形槽的槽底面与径向平面有夹角；脉冲陡化电容器的一个侧壁与梯形槽远离轴线的内壁接触；
[0023]固定楔块为楔形棱柱结构，固定楔块位于对应的梯形槽内，且固定楔块的内侧面与梯形槽内靠近轴线的内壁相抵，外侧面与所述脉冲陡化电容器的另一个外侧壁相抵，用于支撑固定脉冲陡化电容器。
[0024]进一步地，所述外壳包括第一壳体与第二壳体；第一壳体与第二壳体通过法兰连接；
[0025]第一壳体的前端设置有与环形接触导体相适配的通孔。
[0026]进一步地，所述第一壳体内壁上设置有第一定位圈；
[0027]第二壳体的内壁上设置有与第一定位圈位置相对应的第二定位圈；
[0028]固定绝缘体位于第一定位圈与第二定位圈之间，第一定位圈与第二定位圈用于对固定绝缘体进行定位。
[0029]进一步地，所述梯形槽的槽底面与径向平面的夹角为15
‑
20度；
[0030]固定楔块的楔角为15
‑
20度。
[0031]进一步地，所述环形接触导体的材料为轻质耐烧蚀金属；
[0032]脉冲传输连接片、伞状连接导体的材料均为轻质金属；
[0033]脉冲陡化电容器为塑壳双端引出脉冲电容器，其内部的芯子沿脉冲陡化电容器长侧边的方向叠放排列；
[0034]接地连接片、接地底座和接地活动头材料均为耐烧蚀金属。
[0035]进一步地，所述第一壳体和第二壳体的材料均为不锈钢；
[0036]环形接触导体采用钛合金环形接触导体；
[0037]脉冲传输连接片的材料为铝合金；
[0038]伞状连接导体采用铝合金伞状连接导体；
[0039]电容连接片采用铝合金；
[0040]固定绝缘体的材料为尼龙或聚乙烯；
[0041]接地连接片、接地底座和接地活动头材料均为钨铜合金或铜铬合金；
[0042]弹簧的材料为磷青铜；
[0043]气体陡化开关为两电极自击穿开关，其电极材料为石墨，间隙的电场不均匀系数为3～3.5。
[0044]进一步地，所述N的取值为六。
[0045]与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：
[0046]1、本专利技术用于高压触发源的脉冲陡化装置，通过脉冲传输连接片、伞状连接导体、电容连接片、固定绝缘体、脉冲陡化电容器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高压触发源的脉冲陡化装置，其特征在于，包括环形接触导体(2)、外壳(1)、设置于外壳(1)内部的伞状连接导体(4)、N个电容连接片(5)、固定绝缘体(6)、N个脉冲陡化电容器(8)以及气体陡化开关(10)，所述N为大于等于3的正整数；所述外壳(1)与环形接触导体(2)、伞状连接导体(4)及固定绝缘体(6)同轴设置；所述环形接触导体(2)的一端通过N个脉冲传输连接片(3)分别与N个电容连接片(5)的一端连接，且N个脉冲传输连接片(3)均与伞状连接导体(4)的输入端连接；所述环形接触导体(2)的另一端用于与外部高压触发源的输出端连接；所述固定绝缘体(6)上沿轴向设置有第一通孔(601)，沿第一通孔(601)圆周设置有N个第二通孔(602)；所述第二通孔(602)包括连通的大孔和小孔；N个所述脉冲陡化电容器(8)分别位于N个大孔内，且N个脉冲陡化电容器(8)的输出端分别通过N个电容接地体(9)接地；N个所述电容连接片(5)的另一端分别穿过N个小孔与对应的N个脉冲陡化电容器(8)的输入端连接；所述伞状连接导体(4)位于所述第一通孔(601)内部，且伞状连接导体(4)的输出端与气体陡化开关(10)连接，用于触发气体陡化开关(10)击穿导通，使得气体陡化开关(10)输出快前沿的触发电脉冲。2.根据权利要求1所述的一种用于高压触发源的脉冲陡化装置，其特征在于：所述伞状连接导体(4)包括N个分裂爪(401)与一个导通部件(402)；N个所述分裂爪(401)均为L型结构，每个分裂爪(401)的一端位于第一通孔(601)外部且通过对应脉冲传输连接片(3)与环形接触导体(2)的一端连接，每个分裂爪(401)的另一端分别与所述导通部件(402)的一端固连；所述导通部件(402)的另一端与气体陡化开关(10)连接。3.根据权利要求2所述的一种用于高压触发源的脉冲陡化装置，其特征在于：所述电容接地体(9)包括接地底座(902)、设置于接地底座(902)内部的接地活动头(903)与弹簧(904)；所述接地底座(902)为圆筒状结构，且接地底座(902)沿轴向设置有第四通孔(905)；接地底座(902)的一端通过接地连接片(901)分别与N个脉冲陡化电容器(8)的输出端连接；接地底座(902)的另一端端口内壁设置有第一环形凸台(906)；所述接地活动头(903)为设置有第二盲孔的圆柱状结构且第二盲孔开口端朝向接地连接片(901)；接地活动头(903)的第二盲孔外壁上设置有与第一环形凸台(906)配合的第二环形凸台(907)；所述弹簧(904)位于第二盲孔内部，且弹簧(904)的一端与接地连接片(901)抵触，弹簧(904)的另一端与第二盲孔的盲端内部相抵触。4.根据权利要求3所述的一种用于高压触发源的脉冲陡化装置，其特征在于：还包括与固定绝缘体(6)相适配的支撑绝缘体(7)；所述支撑绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟戎骁，呼义翔，尹佳辉，张天洋，伍麒霖，丛培天，邱孟通，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：