[發明專利]一種快速動作的旁路開關

有效

• 申請號: 201410225642.1
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN104022442A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 劉軒東;劉善紅;張喬根;鐵維昊
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01T2/02
• 分類號: H01T2/02
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳;張波濤

1.一種快速動作的旁路開關，所述開關為氣體火花開關，包括高壓電極和地電極，其特征在于，所述開關通過在地電極表面形成噴射等離子體并注入到開關間隙中，使得噴射等離子體在開關間隙中形成并不斷向前發展，當等離子體的頭部與高壓電極之間剩余間隙不斷縮短導致電場嚴重畸變時，引起間隙放電，進而導致整個開關的觸發導通，實現開關的快速觸發導通。

2.根據權利要求1所述的開關，其特征在于：

所述地電極的內部嵌入一個等離子體噴射裝置；

所述噴射裝置包括至少一個具有噴孔的微型放電腔，所述裝置通過所述噴孔在地電極表面形成噴射等離子體并注入到開關間隙中。

3.根據權利要求2所述的開關，其特征在于：

所述放電腔包括上下接觸的兩層，所述噴孔位于上層，上層為板電極，下層為圓筒形高分子化合物絕緣環且下層密封安裝有正對噴孔的針電極；

所述噴射裝置通過在針電極處施加觸發電壓使得微型放電腔內發生火花放電產生帶電粒子，并在所述放電腔內瞬間升高的氣壓作用下，從放電腔的噴孔處噴射等離子體。

4.根據權利要求2所述的開關，其特征在于：所述噴孔處為一圓臺結構，所述圓臺靠近板電極表面一側直徑小，靠近針電極一側直徑大。

5.根據權利要求2所述的開關，其特征在于：所述裝置的氣體介質為如下三種氣體中任一或者其任意混合：空氣、N₂、SF₆。

6.根據權利要求3所述的開關，其特征在于：所述高壓電極與直流或交流高壓相連。

7.根據權利要求3所述的開關，其特征在于：所述高壓電極、地電極和針電極選用黃銅金屬材料，絕緣環選用聚四氟乙烯或聚酰亞胺或其他高分子絕緣材料。

8.根據權利要求3所述的開關，其特征在于：所述開關還包括不銹鋼金屬外殼，所述地電極與不銹鋼金屬外殼相連并直接接地，所述針電極用于施加觸發電壓脈沖。

9.根據權利要求4所述的開關，其特征在于：優選的，所述圓臺的母線和下底面成45度角。

10.根據權利要求8所述的開關，其特征在于：

所述開關還包括一高壓電極套管、一針電極套管，所述高壓電極套管中貫穿一高壓電極連接桿，所述針電極套管中貫穿一針電極連接桿；

所述外殼包括上蓋和下蓋，所述上蓋包括一上蓋通孔，所述下蓋包括一下蓋通孔；

所述上蓋和下蓋通過開關外殼密封槽被密封在一起，且所述上蓋和下蓋還在所述開關外殼密封槽處通過螺栓被緊固；

所述高壓電極與地電極位于所述外殼中，所述高壓電極靠近上蓋，所述地電極靠近下蓋，且位于所述外殼中的地電極通過螺紋柱固定在所述下蓋的內表面，且：

(1)所述高壓電極套管通過所述上蓋通孔與所述高壓電極相連接，所述高壓電極連接桿與所述高壓電極相連接，所述高壓電極通過高壓電極連接桿與外部的高壓相連，并通過高壓電極套管固定在所述上蓋并與外殼絕緣；

所述高壓電極套管與外殼的上蓋之間通過高壓電極套管密封槽進行密封，所述高壓電極套管與高壓電極連接桿之間通過高壓電極連接桿密封槽進行密封；

(2)所述針電極套管通過所述下蓋通孔與伸入所述地電極，所述針電極連接桿與所述針電極相連接，所述針電極通過針電極連接桿與外部的觸發電壓相連，并通過針電極套管固定在所述下蓋并與外殼絕緣；

所述針電極套管與外殼的下蓋之間通過針電極套管密封槽進行密封，所述針電極套管與針電極連接桿之間通過針電極連接桿密封槽進行密封。