本發(fā)明涉及脈沖功率系統(tǒng)短路開關，涉及一種真空觸發(fā)開關及其控制方法。

背景技術：

在高功率脈沖技術中，開關技術具有特別重要的地位。它不僅決定了脈沖功率裝置的輸出特性，也是脈沖功率系統(tǒng)成敗的關鍵。短路開關應用于電容儲能型電路，當開關閉合時，電容器與負載接通，實現把電容器中的儲能交給負載。隨著脈沖功率技術的不斷發(fā)展，開關技術也得到了很大的發(fā)展，許多新型開關不斷出現。目前，此類開關主要有：引燃管(ignition switch或者ignition)、觸發(fā)真空開關TVS(Triggered Vacuum Switch)、偽火花開關(Pseudo-spark Switch)、氣體火花開關(spark-gap switch)、固體開關(solid-state switch)、旋轉電弧開關(Rotating Arc Gap switch)、磁開關(magnetic switch)。

近年來，TVS應用在電磁發(fā)射和高電壓大電流快速關合等領域。目前，TVS最高工作電壓已大于40kV，最大工作電流大于200kA，真空間隙一般1～20mm，真空壓力不大于10^-3Pa。提高觸發(fā)真空開關的工作電壓，對高功率脈沖技術的進一步發(fā)展意義重大。而為了提高其工作電壓，可加大真空間隙的長度，但長真空間隙的真空觸發(fā)開關都存在觸發(fā)穩(wěn)定性差等缺點，因而研究長間隙TVS的動作特性以及導通過程、觸發(fā)可靠性、觸發(fā)時延及工作穩(wěn)定性等是很有必要的。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種真空觸發(fā)開關及其控制方法，工作電壓大，高速導通，觸發(fā)時間短，觸發(fā)精度穩(wěn)定。

本發(fā)明是通過以下技術方案來實現：

一種真空觸發(fā)開關，包括絕緣外殼，設置在絕緣外殼兩端的靜端法蘭盤和動端法蘭盤，鑲嵌有觸發(fā)電極的靜主電極，以及動主電極和驅動裝置；絕緣外殼和兩端的靜端法蘭盤和動端法蘭盤構成密閉殼體；靜主電極和動主電極分別通過靜端法蘭盤和動端法蘭盤設置在絕緣外殼內；靜主電極固定連接在靜端法蘭盤上，動主電極穿過動端法蘭盤通過波紋管與動端法蘭盤密封連接，動主電極能夠與動端法蘭盤進行相對運動；動主電極的外端通過絕緣拉桿與驅動裝置相連接；當驅動裝置帶動動主電極到達所設置的與靜主電極的優(yōu)化間隙位置時；動主電極和靜主電極發(fā)生觸發(fā)；當觸發(fā)發(fā)生后，動主電極后退回到初始位置。

優(yōu)選的，密閉殼體內的壓力為10^-4pa到10^-3pa。

優(yōu)選的，所述的驅動裝置采用高速操動機構。

優(yōu)選的，密閉殼體內填充有絕緣介質。

優(yōu)選的，靜主電極和觸發(fā)電極之間通過真空或者固體絕緣的方式相對固定。

一種真空觸發(fā)開關的控制方法，基于本發(fā)明所述的真空觸發(fā)開關；通過驅動裝置驅動動主電極向接近靜主電極方向運動，當動主電極到達所設置的與靜主電極的優(yōu)化間隙位置時；動主電極和靜主電極發(fā)生觸發(fā)，當觸發(fā)發(fā)生后，動主電極后退回到初始位置。

優(yōu)選的，在觸發(fā)過程之前，通過預先設置動主電極和靜主電極之間的優(yōu)化間隙大小來設置調節(jié)真空觸發(fā)開關的工作電壓。

優(yōu)選的，動主電極和靜主電極之間的優(yōu)化間隙是在觸發(fā)過程之前通過預先設置對驅動裝置的控制進行確定的。

與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益的技術效果：

本發(fā)明通過設置的密封殼體，以及可動可調的動主電極和靜主電極之間間隙，保證了其具備很大工作電壓，而且降低觸發(fā)所需的觸發(fā)電壓并提高了觸發(fā)穩(wěn)定性等性能；通過成熟的對驅動裝置的精確控制，從而能夠轉換為對動主電極的控制，保證了其運動的精度和速度；并且能夠通過較大的間隙以保證工作電壓，通過較小的間隙以保證穩(wěn)定觸發(fā)，使該真空觸發(fā)開關具有很高的工作電壓，而且在高工作電壓下可以降低觸發(fā)所需的觸發(fā)電壓并提高觸發(fā)穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖。

圖2是本發(fā)明在觸發(fā)瞬間的結構示意圖。

圖中：靜主電極1、觸發(fā)電極2、動主電極3、波紋管4、絕緣外殼5、靜端法蘭盤6、動端法蘭盤7、驅動裝置8、絕緣拉桿9。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。

本發(fā)明一種真空觸發(fā)開關，如圖1所示，由靜主電極1、觸發(fā)電極2、動主電極3、波紋管4、絕緣外殼5、靜端法蘭盤6、動端法蘭盤7、絕緣拉桿9以及驅動裝置8組成；靜主電極1內鑲嵌有觸發(fā)電極2，靜主電極1固定連接在靜端法蘭盤6上，動主電極3通過波紋管4與動端法蘭盤7相連接，并可以與動端法蘭盤7進行相對滑動；動主電極3的外端通過絕緣拉桿9與驅動裝置8相連接；動主電極3由驅動裝置8帶動進行運動；靜主電極1和動主電極3分別通過靜端法蘭盤6和動端法蘭盤7設置在絕緣外殼5內；且由絕緣外殼5和設置在絕緣外殼5兩端的靜端法蘭盤6和動端法蘭盤7以及波紋管4構成的密閉殼體內的壓力為10^-3pa到10^-4pa；在真空觸發(fā)開關進行觸發(fā)導通時，驅動裝置8帶動動主電極3向接近靜主電極1方向運動，當動主電極3到達所設置的與靜主電極1的優(yōu)化間隙位置時，觸發(fā)電極2進行觸發(fā)，由于觸發(fā)時間極短，在微秒甚至納秒級，相對于機械運動來說很快，所以在此之后，當動主電極3與靜主電極1之間間隙導通時即以驅動裝置8帶動動主電極3向遠離靜主電極1的方向運動，也當觸發(fā)發(fā)生后，此種觸發(fā)方式能夠使該真空觸發(fā)開關具有很高的工作電壓，而且在高工作電壓下可以降低觸發(fā)所需的觸發(fā)電壓并提高觸發(fā)穩(wěn)定性。其中，優(yōu)化間隙位置如圖2所示，該優(yōu)化間隙為預先設置的，間隙大小能夠確保穩(wěn)定觸發(fā)。

本發(fā)明真空觸發(fā)開關，在進行觸發(fā)導通時，驅動裝置8帶動動主電極3運動的過程可控；驅動裝置8帶動動主電極3向遠離靜主電極1的方向運動的過程可控。具體的因為驅動裝置8帶動動主電極3運動到距靜主電極1以及觸發(fā)電極2為優(yōu)化間隙時所用的時間是可控的，所以在優(yōu)化間隙時觸發(fā)電極2觸發(fā)時刻也是可控的，又因為在現有技術中，真空觸發(fā)開關小開距觸發(fā)是穩(wěn)定可靠的，所以，這種觸發(fā)方式可以在提高工作電壓的前提下，以達到確保真空觸發(fā)開關的觸發(fā)穩(wěn)定性的要求。