本實用新型涉及直線感應(yīng)加速器加速腔分別連接勵磁和復(fù)位兩路高壓脈沖電源時的切換和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，具體涉及一種適用于強(qiáng)電磁干擾環(huán)境的程控高壓切換開關(guān)。

背景技術(shù)：

直線感應(yīng)加速器是一種積木式結(jié)構(gòu)的強(qiáng)流脈沖加速器，利用脈沖功率系統(tǒng)所產(chǎn)生的高壓短脈沖（脈寬～100ns）激勵感應(yīng)加速腔中的磁芯，可以在加速腔的加速間隙上感應(yīng)產(chǎn)生脈沖電場實現(xiàn)對強(qiáng)流電子束的加速，感應(yīng)加速腔的外殼始終為地電位，因此多個加速腔可通過疊加來實現(xiàn)加速能量的倍增。

感應(yīng)加速腔的磁芯在脈沖勵磁感應(yīng)出加速電場后需要一個反極性的電壓脈沖對其復(fù)位后才能繼續(xù)使用，通常勵磁脈沖的電壓幅度在數(shù)百kV，復(fù)位脈沖的幅度為數(shù)十kV。在傳統(tǒng)的單脈沖直線感應(yīng)加速器中，基于Blumlein脈沖形成線的脈沖功率系統(tǒng)在Blumlein線充電時可以為加速腔提供復(fù)位脈沖，在Blumlein線放電時則提供勵磁脈沖，我們稱之為加速腔的“自動復(fù)位”。

作為世界上首臺MHz重復(fù)率猝發(fā)強(qiáng)流多脈沖直線感應(yīng)加速器，“神龍二號”加速器采用了多套脈沖形成系統(tǒng)+硅堆隔離網(wǎng)絡(luò)的方法實現(xiàn)了高重頻高壓多脈沖的產(chǎn)生，但硅堆隔離網(wǎng)絡(luò)的使用同時也隔斷了Blumlein線充電時所產(chǎn)生的加速腔復(fù)位脈沖，因此必須在隔離網(wǎng)絡(luò)與加速腔之間并聯(lián)獨立的復(fù)位系統(tǒng)來實現(xiàn)對加速腔磁芯的復(fù)位。因此，加速腔需要連接兩套高壓脈沖源來分別進(jìn)行對其磁芯的勵磁和復(fù)位。為了避免兩套高壓脈沖源之間的相互影響，需要在脈沖源與加速腔間設(shè)置通道切換開關(guān)，在脈沖勵磁時連接勵磁脈沖電源與加速腔，在磁芯復(fù)位時連接復(fù)位脈沖電源與加速腔。由于加速器所需的切換開關(guān)數(shù)量較多，使用時必須對切換開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和狀態(tài)監(jiān)測，而加速器運(yùn)行時有非常強(qiáng)的電磁干擾，目前，還沒有這樣的切換開關(guān)可以在如此強(qiáng)的電磁干擾環(huán)境下進(jìn)行程控使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型目的在于提供一種適用于強(qiáng)電磁干擾環(huán)境的程控高壓切換開關(guān)，解決目前沒有切換開關(guān)用于強(qiáng)磁干擾環(huán)境的問題。

本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種適用于強(qiáng)電磁干擾環(huán)境的程控高壓切換開關(guān)，包括一個支架，在支架上設(shè)置有一個固定的電磁鐵、與電磁鐵相配合的吸附塊、復(fù)位高壓輸入電極、高壓輸出電極上下觸點、以及勵磁高壓輸入電極，在所述的吸附塊上連接有一個推桿，在推桿與吸附塊連接處下方5cm有一個小凸起，推桿下端固定一個活動電極，電磁鐵的通斷動作帶動吸附塊移動，吸附塊的移動帶動活動電極移動并將復(fù)位高壓輸入電極與高壓輸出電極上觸點導(dǎo)通，或者將勵磁高壓輸入電極與高壓輸出電極下觸點導(dǎo)通。本實用新型是適用于直線感應(yīng)加速器的程控高壓切換開關(guān)，由于直線感應(yīng)加速器加速腔數(shù)量眾多，切換開關(guān)必須采用程控方式才能保障上百個開關(guān)的切換在短時間內(nèi)完成，而加速器運(yùn)行時有很強(qiáng)的空間電磁干擾和地電位抬高現(xiàn)象，因此對程控開關(guān)的抗干擾能力有非常高的要求，目前的切換開關(guān)研制還處于技術(shù)瓶頸，本實用新型將連接復(fù)位脈沖電源的復(fù)位高壓輸入電極、連接勵磁脈沖電源的勵磁高壓輸入電極上下放置，分別與連接加速腔的“工”型高壓輸出電極的上下電極表面處于同一水平面，利用長行程的電磁鐵驅(qū)動活動電極上下移動，當(dāng)電磁鐵吸合時活動電極處于上限位，導(dǎo)通復(fù)位脈沖電源和加速腔，當(dāng)電磁鐵斷電時活動電極落下處于下限位，導(dǎo)通勵磁脈沖電源和加速腔；本實用新型切換開關(guān)的控制不涉及任何低壓電路，電磁鐵和位置開關(guān)的電源均為220V交流電，其運(yùn)行穩(wěn)定性不受空間電磁場和地電位的影響，突破了現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)瓶頸。

所述電磁鐵呈筒狀結(jié)構(gòu)，在其軸線上安裝有一個可以沿其軸線自由移動的導(dǎo)向軸，所述的吸附塊固定安裝在導(dǎo)向軸上。具體的，通過導(dǎo)向軸的設(shè)置，可以形成固定的運(yùn)動軌跡，保證吸附塊動作的準(zhǔn)確性。

所述勵磁高壓輸入電極、活動電極和高壓輸出電極下觸點均呈長條狀，在勵磁高壓輸入電極和高壓輸出電極下觸點上分別設(shè)置有斜向接觸面，在活動電極的下方設(shè)置有一個與斜向接觸面相匹配的斜向接觸塊。通過設(shè)置斜向接觸面和斜向接觸塊，可以保障接觸的面積，避免局部接觸不良現(xiàn)象的發(fā)生。

在所述的支架上設(shè)置有上限位開關(guān)和下限位開關(guān)，當(dāng)活動電極將勵磁高壓輸入電極與高壓輸出電極下觸點導(dǎo)通時，吸附塊下沿壓迫下限位開關(guān)使其導(dǎo)通；當(dāng)活動電極將復(fù)位高壓輸入電極與高壓輸出電極上觸點導(dǎo)通時，推桿上的凸起壓迫上限位開關(guān)使其導(dǎo)通。

一種適用于強(qiáng)電磁干擾環(huán)境的程控高壓切換開關(guān)系統(tǒng)，包括電源、以及電源開關(guān)，電源通過電磁鐵的開關(guān)、電磁鐵形成電磁鐵控制回路，電源與上限位開關(guān)、上限位指示燈構(gòu)成上限位指示回路；電源與下限位開關(guān)、下限位指示燈構(gòu)成下限位指示回路。在活動電極運(yùn)動路徑上放置兩個限位開關(guān)，活動電極到達(dá)上下限位后分別壓住對應(yīng)開關(guān)使其導(dǎo)通，從而通過對應(yīng)電路的通斷可判斷活動電極的位置。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

1、本實用新型一種適用于強(qiáng)電磁干擾環(huán)境的程控高壓切換開關(guān)，將連接復(fù)位脈沖電源的復(fù)位高壓輸入電極、連接勵磁脈沖電源的勵磁高壓輸入電極上下放置，分別與連接加速腔的“工”型高壓輸出電極的上下電極表面處于同一水平面，利用長行程的電磁鐵驅(qū)動活動電極上下移動，當(dāng)電磁鐵吸合時活動電極處于上限位，導(dǎo)通復(fù)位脈沖電源和加速腔，當(dāng)電磁鐵斷電時活動電極落下處于下限位，導(dǎo)通勵磁脈沖電源和加速腔；本實用新型切換開關(guān)的控制不涉及任何低壓電路，電磁鐵和位置開關(guān)的電源均為220V交流電，其運(yùn)行穩(wěn)定性不受空間電磁場和地電位的影響，突破了現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)瓶頸；

2、本實用新型一種適用于強(qiáng)電磁干擾環(huán)境的程控高壓切換開關(guān)，可以實現(xiàn)在高電磁干擾環(huán)境中對大批量高壓切換開關(guān)的程控操作，進(jìn)而實現(xiàn)對多脈沖直線感應(yīng)加速器加速腔的外接復(fù)位。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本實用新型實施例的限定。在附圖中：

圖1為本實用新型切換開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型控制系統(tǒng)示意圖。

附圖中標(biāo)記及對應(yīng)的零部件名稱：

1-支架，2-電磁鐵，3-吸附塊，4-復(fù)位高壓輸入電極，5-高壓輸出電極上觸點，6-推桿，7-活動電極，8-高壓輸出電極下觸點，9-導(dǎo)向軸，10-斜向接觸塊，11-上限位開關(guān)，12-下限位開關(guān)，13-電源開關(guān)，14-電源，15-上限位指示燈，16-下限位指示燈，17-電磁鐵的開關(guān)，18-勵磁高壓輸入電極。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本實用新型的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本實用新型，并不作為對本實用新型的限定。

實施例

如圖1至2所示，本實用新型一種適用于強(qiáng)電磁干擾環(huán)境的程控高壓切換開關(guān)，包括一個支架1，支架1的內(nèi)部形腔與連接加速腔的多脈沖匯流器的電纜接口位置相適應(yīng)，在支架1上設(shè)置有一個固定的電磁鐵2，電磁鐵2呈筒狀結(jié)構(gòu)，并固定安裝在支架1的頂部空腔內(nèi)，在電磁鐵2的軸線上安裝有一個可以沿其軸線自由移動的導(dǎo)向軸9，在支架1的內(nèi)部設(shè)置有復(fù)位高壓輸入電極4、高壓輸出電極上觸點5、高壓輸出電極下觸點8、以及勵磁高壓輸入電極18，復(fù)位高壓輸入電極4、高壓輸出電極上觸點5位于上方，勵磁高壓輸入電極、高壓輸出電極下觸點8位于下方，在導(dǎo)向軸9上設(shè)置有一個吸附塊3，吸附塊3的下方設(shè)置有一根推桿6，推桿6與吸附塊3連接處下5cm處有一小凸起，推桿6上設(shè)置有一個活動電極7，勵磁高壓輸入電極18、高壓輸出電極下觸點8、活動電極7均呈長條狀，在勵磁高壓輸入電極18和高壓輸出電極下觸點8上分別設(shè)置有斜向接觸面，在活動電極7的下方設(shè)置有一個與斜向接觸面相匹配的斜向接觸塊10，電磁鐵2的通斷動作帶動吸附塊3移動，吸附塊3的移動帶動活動電極7移動并將復(fù)位高壓輸入電極4與高壓輸出電極上觸點5導(dǎo)通，或者將勵磁高壓輸入電極18與高壓輸出電極下觸點8導(dǎo)通；在支架1上設(shè)置有上限位開關(guān)11和下限位開關(guān)12，當(dāng)活動電極7將勵磁高壓輸入電極18與高壓輸出電極下觸點8導(dǎo)通時，吸附塊3下沿壓迫下限位開關(guān)12使其導(dǎo)通；當(dāng)活動電極7將復(fù)位高壓輸入電極4與高壓輸出電極上觸點5導(dǎo)通時，推桿6上的凸起壓迫上限位開關(guān)11使其導(dǎo)通。

一種適用于強(qiáng)電磁干擾環(huán)境的程控高壓切換開關(guān)系統(tǒng)，包括電源14、以及電源開關(guān)13，電源14通過電磁鐵2的開關(guān)17、電磁鐵2形成電磁鐵控制回路，電源14與上限位開關(guān)11、上限位指示燈15構(gòu)成上限位指示回路；電源14與下限位開關(guān)12、下限位指示燈16構(gòu)成下限位指示回路。

使用時，接通總電源開關(guān)13，當(dāng)電磁鐵2的開關(guān)17斷開時，活動電極7由于重力作用處于下限位，導(dǎo)通勵磁高壓輸入電極18和高壓輸出電極下觸點8，此時電磁鐵2的銜鐵落下壓住下限位開關(guān)12，下限位指示燈16被點亮；當(dāng)電磁鐵2的開關(guān)17導(dǎo)通時，電磁鐵2吸合，活動電極7被提起至上限位，導(dǎo)通復(fù)位高壓輸入電極4和高壓輸出電極上觸點5，此時推桿6上的凸起會壓住上限位開關(guān)11，上限位指示燈15被點亮。

在實際使用中，切換開關(guān)置于絕緣油中，高壓電極間的相互最小距離均大于3cm，可耐受300kV以上的高壓。開關(guān)控制盒位于實驗場地外，電磁干擾較弱的房間內(nèi)，通過五芯線與切換開關(guān)相連。通過手動控制電磁鐵電源開關(guān)可遠(yuǎn)程控制切換開關(guān)的動作，通過限位指示燈的發(fā)光情況可監(jiān)測切換開關(guān)的實時狀態(tài)。當(dāng)切換開關(guān)的總數(shù)量較多時，可利用計算機(jī)軟件結(jié)合PLC等程控模塊對每個切換開關(guān)的電磁鐵電源開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制并對其限位指示燈的狀態(tài)進(jìn)行采集，即可實現(xiàn)對大規(guī)模切換開關(guān)的控制和監(jiān)測。

以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，并不用于限定本實用新型的保護(hù)范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。