真空环境下棒状三电极高能脉冲放电开关制造技术

真空环境下棒状三电极高能脉冲放电开关，包括设置在绝缘外壳内的左、右对称的棒状电极，且由绝缘外壳及设置在绝缘外壳两端导流杆构成的密闭壳体，左电极和右电极之间还设置有触发电极，且在左、右电极的上方或前方设置有电弧吸收板。由于左、右电极安置在真空环境下，电弧在洛仑磁力的作用下，电弧沿电极表面向上或向电极前端快速移动，电极的烧蚀率极低，开关具备极大的导通瞬态高能电流的能力，且导电通道密闭环境中而不受外界干扰，提高了高能脉冲开关运行的可靠性和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高能放电开关，特别涉及一种用于脉冲功率技术、核聚变、高能激光及高电压、大电流技术的真空环境下棒状三电极高能脉冲放电开关。
技术介绍
高能脉冲放电开关是脉冲功率技术、核聚变、高能激光及高能脉冲技术中常用的关键器件之一。随着脉冲功率技术等强电磁脉冲技术的发展，高能脉冲发生装置将发挥愈来愈大的作用，放电开关的电荷量转移量及脉冲能量也在逐渐增加，在高电压、大电流条件下，开关的击穿现象和开关放电的物理过程十分复杂，开关电极的烧蚀直接影响到开关的放电特性和使用寿命。为此，具有高耐受电压、放电时延和抖动小、等效电感量和电阻小、电极烧蚀少以及重复频率高的开关器件，是当今电工学科研究的热点和难点课题。真空放电开关具有承受电压高、传导电流大、稳定性高、等效电感和电阻小、工作电压调整便利、结构简单、造价低等诸多优点，在高电压、大电流以及脉冲功率技术中得到广泛应用。真空开关在导通时，开关间隙间产生强烈的电弧，电弧温度随开关气压、电场强度、通流大小等的不同会达到几千甚至上万摄氏度，此高温电弧对电极材料造成强烈的烧蚀作用，而烧蚀的程度也决定着开关工作的稳定性和寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种真空环境下棒状三电极高能脉冲放电开关，此开关具备极大的导通瞬态高能电流的能力，高的运行可靠性，且电极的烧蚀率低、使用寿命长。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是包括密闭真空绝缘外壳和设置在绝缘外壳内的左电极、右电极，在绝缘外壳上设置有用于安装左、右电极的左、右导流杆，左、 右电极通过左、右导流杆与外部相接，在左、右电极的放电间隙之间设置有触发电极，且在左、右电极的上方设置有电弧吸收板。所述的触发电极为柱状电极且垂于左、右电极，此触发电极通过绝缘外壳与外部连接。所述的左电极和右电极为平行放置。所述的左、右电极相对的面为斜面且两斜面之间的夹角小于45度角。所述的左电极和右电极为圆棒状、矩形结构的电极，或是圆棒状与矩形结构的组合形式。所述的电弧吸收板为金属材料或耐烧蚀的绝缘材料。所述的电弧吸收板的表面为平面状或凹凸不平的结构。本专利技术将左、右电极密闭在真空环境下，真空具有极高的绝缘水平，平行或仰角放置的棒状电极具有弧后等离子体的快速扩散能力，使它具备极大的导通瞬态高能电流的能力，且密闭在真空环境中的开关稳定性与可靠性高；脉冲电弧在洛伦磁力的作用下，迅速向电极外侧移动，减少了对电极的烧蚀。附图说明图1是本专利技术实施例1的结构示意图；图2是本专利技术实施例1的电极结构示意图；图3是本专利技术实施例2的电极结构示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理作进一步详细说明。实施例1，参见图1、2，本专利技术包括密闭真空绝缘外壳6和设置在绝缘外壳6内的平行放置的左电极1、右电极2，左电极1和右电极2为圆棒状、矩形结构的电极，或是圆棒状与矩形结构的组合形式即矩形结构电极但边角处倒圆角。在绝缘外壳6上设置有用于安装左、右电极1、2的左、右导流杆4、5，左、右电极1、2通过左、右导流杆4、5与外部相接，所述的左电极1和右电极2中至少有一个为活动电极，在左、右电极1、2的放电间隙7之间设置有触发电极3，该触发电极3为柱状电极且垂于左、右电极1、2，此触发电极3通过绝缘外壳6与外部连接，且左电极1、右电极2与触发电极3之间的距离以及触发电极3插入到左电极1和右电极2之间的深度为可调式，且在左、右电极1、2的上方设置有金属材料或耐烧蚀的绝缘材料制成的电弧吸收板8，且电弧吸收板8的表面为平面或凹凸不平的结构。实施例2，参见图1，3，本实施例左、右电极1、2相对的面为斜面且两斜面之间的夹角9小于45度角。本专利技术工作过程如下参见1、2、3，本专利技术具有一个左电极1、一个右电极2和位于左电极1、右电极2之间的触发电极3，当触发电极3提供足够量的触发脉冲时，触发电极3 与左电极1之间形成场致发射，从而形成初始等离子体，随着初始等离子体向放电间隙7的扩散，使左电极1和右电极2之间的电场发生畸变，直接引发左电极1与右电极2之间的击穿放电。由于本专利技术的电极左右放置，脉冲电弧在自建磁场的洛伦磁力的作用下沿电极表面向上或向电极前方移动，特别是当左电极1和右电极2之间呈一定角度9 (小于45°角) 时，更加有利于脉冲电弧沿电极表面一方面在自建磁场罗伦磁力的作用下向上或向电极前方移动，这样脉冲电弧对电极局部的烧蚀作用减弱，使得棒状三电极真空放电开关具有等强的导通电流的能力和长的使用寿命，同时当电弧运动发展到电弧吸收板8时，电弧冷却并很快吸收，电弧吸收板8的表面可以是平面状，也可以在表面开有许多凹凸不平的槽。权利要求1.一种真空环境下棒状三电极高能脉冲放电开关，其特征在于包括密闭真空绝缘外壳(6)和设置在绝缘外壳(6)内的左电极(1)、右电极O)，在绝缘外壳(6)上设置有用于安装左、右电极(1、2)的左、右导流杆0、5)，左、右电极(1、2)通过左、右导流杆(4、5)与外部相接，在左、右电极(1、2)的放电间隙(7)之间设置有触发电极(3)，且在左、右电极(1、 2)的上方设置有电弧吸收板(8)。2.根据权利要求1所述的真空环境下棒状三电极高能脉冲放电开关，其特征在于所述的触发电极(3)为柱状电极且垂于左、右电极(1、2)，此触发电极C3)通过绝缘外壳(6) 与外部连接。3.根据权利要求1所述的真空环境下棒状三电极高能脉冲放电开关，其特征在于所述的左电极⑴和右电极⑵为平行放置。4.根据权利要求1所述的真空环境下棒状三电极高能脉冲放电开关，其特征在于所述的左、右电极(1、2)相对的面为斜面且两斜面之间的夹角(9)小于45度角。5.根据权利要求1所述的真空环境下棒状三电极高能脉冲放电开关，其特征在于所述的左电极(1)和右电极(2)为圆棒状、矩形结构的电极，或是圆棒状与矩形结构的组合形式。6.根据权利要求1所述的真空环境下棒状三电极高能脉冲放电开关，其特征在于所述的电弧吸收板(8)为金属材料或耐烧蚀的绝缘材料。7.根据权利要求1所述的真空环境下棒状三电极高能脉冲放电开关，其特征在于所述的电弧吸收板(8)的表面为平面状或凹凸不平的结构。全文摘要真空环境下棒状三电极高能脉冲放电开关，包括设置在绝缘外壳内的左、右对称的棒状电极，且由绝缘外壳及设置在绝缘外壳两端导流杆构成的密闭壳体，左电极和右电极之间还设置有触发电极，且在左、右电极的上方或前方设置有电弧吸收板。由于左、右电极安置在真空环境下，电弧在洛仑磁力的作用下，电弧沿电极表面向上或向电极前端快速移动，电极的烧蚀率极低，开关具备极大的导通瞬态高能电流的能力，且导电通道密闭环境中而不受外界干扰，提高了高能脉冲开关运行的可靠性和使用寿命。文档编号H01T2/02GK102522698SQ20111040178公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月6日 优先权日2011年12月6日专利技术者黄忠德 申请人:西安交通大学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄忠德，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：