氣密性間隙可調(diào)的火花隙開關(guān)的運(yùn)行方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于脈沖功率技術(shù)，高能激光及高能脈沖電流實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氣密性間隙可調(diào)的火花隙開關(guān)的運(yùn)行方法。
【背景技術(shù)】
[0002]脈沖功率技術(shù)是對(duì)能量在時(shí)間和空間上進(jìn)行壓縮，然后在較短的時(shí)間內(nèi)以較高的功率釋放能量到特定負(fù)載上的技術(shù)。脈沖功率電源是脈沖功率系統(tǒng)中的關(guān)鍵裝置，其作用是在較短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生高瞬時(shí)功率的脈沖，用以驅(qū)動(dòng)特定負(fù)載，它一般主要由三部分構(gòu)成:儲(chǔ)能裝置、高壓開關(guān)和負(fù)載，其中高壓開關(guān)是形成高壓脈沖的關(guān)鍵部件，也是高壓脈沖電源工作的核心，高壓開關(guān)的性能直接決定著電源整體的性能。
[0003]目前，由于脈沖功率電源在工業(yè)和科研領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，例如:廢水處理、廢氣處理、殺菌消毒、尚能粒子束廣生、尚能激光、廣生等尚子體等，對(duì)尚壓開關(guān)的性能也提出了一些基本要求，即，I)脈沖上升沿陡；2)高電壓，大電流，高功率；3)開關(guān)的工作參數(shù)方便易調(diào)整；4)工作壽命長(zhǎng)。傳統(tǒng)開關(guān)如晶閘管、IGBT,MOSFT等雖然工作壽命長(zhǎng)，重復(fù)頻率高，但是開斷電壓和電流不能太大，開斷功率小，開斷高電壓大電流所用時(shí)間較長(zhǎng)，價(jià)格昂貴，并且需要有復(fù)雜的控制和保護(hù)電路，因而限制了其在高壓脈沖電源技術(shù)中的應(yīng)用?；鸹ㄏ堕_關(guān)由于其具有開斷電壓高、電流大、開關(guān)時(shí)間短、成本低、控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而在高壓脈沖電源技術(shù)中得到了廣泛應(yīng)用。
[0004]但是，隨著技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)火花隙的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提出了一些新的要求，例如，為了適應(yīng)不同的實(shí)驗(yàn)電壓等級(jí)要求，需要改變陽極和陰極的放電間隙；為了提高開關(guān)的可靠性，降低燒蝕，降低導(dǎo)通電阻，一般會(huì)采取填充特殊氣體或降低氣壓的方法，因而要求火花隙開關(guān)具有一定的氣密性，并能夠進(jìn)行充放氣；為了減小火花隙開關(guān)的體積，使之不對(duì)設(shè)備空間造成壓力，通常會(huì)要求對(duì)火花隙開關(guān)進(jìn)行緊湊設(shè)計(jì)；另外，為了提高使用壽命，對(duì)火花隙開關(guān)的制造材料，尤其是電極材料提出了更高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)火花隙開關(guān)在實(shí)際應(yīng)用中所遇到的問題，本發(fā)明的目的是提供一種氣密性間隙可調(diào)的火花隙開關(guān)的運(yùn)行方法。
[0006]具體步驟為:
(I)設(shè)置一種氣密性間隙可調(diào)的火花隙開關(guān)，包括氣密性開關(guān)工作腔體、間隙可調(diào)火花隙開關(guān)和充排氣系統(tǒng)，其中氣密性開關(guān)工作腔體由絕緣外殼、陽極法蘭、陰極法蘭、陽極密封壓板、觸發(fā)電極絕緣套、觸發(fā)電極密封壓板以及提供氣密性的陽極密封墊圈、陽極法蘭密封墊圈、陰極法蘭密封墊圈、陰極密封墊圈、觸發(fā)電極絕緣套密封墊圈、觸發(fā)電極密封墊圈組成，間隙可調(diào)火花隙開關(guān)由陽極、陰極、觸發(fā)電極組成，充排氣系統(tǒng)由充氣閥和排氣閥組成，且能夠?qū)崿F(xiàn)低壓、高壓或惰性氣體開關(guān)工作氛圍；陽極和陰極左右對(duì)置，觸發(fā)電極、觸發(fā)電極絕緣套、陰極、陽極同軸心地布置在腔體中，充氣閥和排氣閥對(duì)稱分布在腔體的中間截面兩側(cè)，由充氣閥和排氣閥調(diào)節(jié)開關(guān)工作腔體中的氣壓和氣體種類；兩片L型支撐腳通過螺栓分別與陽極法蘭和陰極法蘭固定在一起，并能夠通過螺栓固定在其他設(shè)備上。
[0007]所述絕緣外殼為圓筒狀，圓筒中間部分經(jīng)過機(jī)械加工變薄，以減輕重量，采用的是聚四氟乙烯材料；陽極法蘭為聚四氟乙烯圓板，中心掏空，用以支撐陽極；陰極法蘭采用黃銅圓板加工，中心掏空，用以支撐觸發(fā)電極絕緣套，陰極法蘭表面徑向中心處加工出一個(gè)螺孔，作為陰極接線端。
[0008]所述陽極采用黃銅材料，處于開關(guān)腔體外的一端為細(xì)圓棒狀，表面加工出螺紋，用作陽極接線端，陽極處于開關(guān)腔體內(nèi)的一端為球面放電端。
[0009]所述陽極密封壓板采用聚四氟乙烯圓板加工而成，通過螺栓固定在陽極法蘭上，中心加工出與陽極法蘭同心圓孔，通過壓緊套在陽極上的陽極密封墊圈實(shí)現(xiàn)陽極的密封。
[0010]所述陰極采用黃銅柱加工而成，放電端面加工成球面，中心加工出圓孔，通過螺栓固定在開關(guān)腔體內(nèi)部；壓緊陰極密封墊圈實(shí)現(xiàn)陰極的密封。
[0011]所述觸發(fā)電極采用鎢棒加工而成，放電端加工成四楞尖針狀，放置于觸發(fā)電極絕緣套內(nèi)。
[0012]所述觸發(fā)電極絕緣套采用聚四氟乙烯加工而成，置于陰極中心孔內(nèi)，通過觸發(fā)電極絕緣套密封墊圈實(shí)現(xiàn)密封。
[0013]所述觸發(fā)電極密封壓板采用聚四氟乙烯圓板加工而成，通過螺栓與觸發(fā)電極絕緣套固定，壓緊觸發(fā)電極密封墊圈實(shí)現(xiàn)觸發(fā)電極的密封。
[0014]所述充氣閥和排氣閥通過預(yù)留在絕緣外殼的螺孔固定在開關(guān)腔體的兩側(cè)。
[0015](2)將陽極引線通過兩顆螺母固定到陽極處于開關(guān)腔體外部分的螺紋上，陰極引線通過螺栓固定在陰極法蘭上預(yù)留的陰極接線端上，觸發(fā)信號(hào)引線通過焊接的方式固定在觸發(fā)電極位于開關(guān)腔體外的部分。
[0016](3)調(diào)整陽極放電端面與陰極放電端面的距離，以適應(yīng)不同應(yīng)用所需的工作電壓要求；調(diào)整觸發(fā)電極深入開關(guān)腔體內(nèi)部的距離，以保證觸發(fā)的穩(wěn)定可靠；通過排氣閥降低開關(guān)腔體的工作氣壓，或是通過充氣閥給開關(guān)腔體中充入不同的氣體；之后即實(shí)現(xiàn)氣密性間隙可調(diào)火花隙開關(guān)的運(yùn)行。
[0017]本發(fā)明方法能夠根據(jù)應(yīng)用需求，改變開關(guān)工作的氣壓和氣體氛圍，提高開關(guān)工作的可靠性、增強(qiáng)抗干擾能量，而且通過改變陰極和陽極的放電距離，適應(yīng)不同應(yīng)用中不同工作電壓等級(jí)的要求，提高了火花隙開關(guān)的工作壽命和環(huán)境適應(yīng)性。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例所用氣密性間隙可調(diào)的火花隙開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明實(shí)施例所用氣密性間隙可調(diào)的火花隙開關(guān)的陽極結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明實(shí)施例所用氣密性間隙可調(diào)的火花隙開關(guān)的陰極結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中標(biāo)記:1_充氣閥；2_絕緣外殼；3-螺栓；4_陽極法蘭；5_陽極；6_陽極密封壓板；7_陽極密封墊圈；8_陽極法蘭密封墊圈；9_陰極法蘭；10_陰極接線端；11_陰極法蘭密封墊圈；12-L型支撐腳；13_陰極；14-觸發(fā)電極絕緣套；15-觸發(fā)電極；16-觸發(fā)電極密封壓板；17_陰極密封墊圈；18_觸發(fā)電極絕緣套密封墊圈；19_觸發(fā)電極密封墊圈；20_排氣閥。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0023]實(shí)施例:
(I)設(shè)置一種氣密性間隙