[發(fā)明專(zhuān)利]一種直流疊加高壓脈沖的真空滅弧室老煉裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710132580.3
• 申請(qǐng)日: 2017-03-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106872888B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟小社;姚曉飛;王建華;耿英三;張偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/327
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/327
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

本發(fā)明公開(kāi)了一種直流疊加高壓脈沖的真空滅弧室老煉裝置及方法，包括直流電源、脈沖電源、真空滅弧室、隔直耦合電容及隔離電感，直流電源的一端及脈沖電源的一端與真空滅弧室觸頭的一端相連接，直流電源的另一端與隔離電感的一端相連接，脈沖電源的另一端與隔直耦合電容的一端相連接，隔直耦合電容的另一端及隔離電感的另一端均與真空滅弧室觸頭的另一端相連接，該裝置及方法技術(shù)難度小，成本低，同時(shí)單次老煉能量能夠?qū)崿F(xiàn)精確調(diào)節(jié)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于真空滅弧室老煉技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種直流疊加高壓脈沖的真空滅弧室老煉裝置及方法。

背景技術(shù)

老煉作為真空滅弧室生產(chǎn)工藝的重要環(huán)節(jié),已在電真空領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。用于真空滅弧室的傳統(tǒng)老煉技術(shù)主要是電流老煉和火花老煉。其中，電流老煉在于利用電弧的燒蝕作用除去電極表面的氣體、氧化物、微凸起等絕緣弱點(diǎn)，有利于抑制弧后真空間隙的擊穿，從而提高真空滅弧室的大電流分?jǐn)嗄芰Γ珜?duì)真空間隙絕緣耐壓水平的改善沒(méi)有明顯的效果。

火花老煉是在靜態(tài)情況下給真空滅弧室施加高電壓，引發(fā)真空滅弧室的觸頭間、觸頭與屏蔽罩之間的火花放電，通過(guò)火花放電清除觸頭和屏蔽電極表面的場(chǎng)致增強(qiáng)發(fā)射點(diǎn)，從而提高真空絕緣等級(jí)。由于傳統(tǒng)火花老煉技術(shù)存在放電能量、放電頻率較低的問(wèn)題，制約了生產(chǎn)效率的提高，為此，文獻(xiàn)(王衛(wèi)斌,楊蘭均,馮允平.提高真空滅弧室老煉效果的幾種新方法[J].高壓電器,1999,35(3):40-44)提出了一種真空斷路器的高頻老煉裝置，具體是在真空滅弧室兩端并聯(lián)電容、電感串聯(lián)支路，利用滅弧室擊穿后的高頻阻尼振蕩引發(fā)多次擊穿，從而提高單位時(shí)間內(nèi)的放電次數(shù)和老煉效率。由于在放電過(guò)程中，真空間隙的電流過(guò)零熄滅現(xiàn)象存在較大的隨機(jī)性，同時(shí)，放電過(guò)程的頻率和阻尼特性受回路參數(shù)的影響較大，因此，單位時(shí)間內(nèi)的放電次數(shù)、單次放電能量和觸頭燒蝕程度均難以精確調(diào)節(jié)，造成對(duì)老煉程度、趨勢(shì)和老煉一致性難以有效控制。

文獻(xiàn)(米倫.真空高壓器件脈沖老煉臺(tái)的研制[J].真空,2006,43(4):P23-25.)及文獻(xiàn)(米倫,劉鐵,張鵬.程控真空高壓器件老煉臺(tái)的研制[J].信息與電子工程,2007,5(2):154-157.)提出了一種高壓真空器件的脈沖老煉方法，具體是在真空間隙施加60～200kV高壓脈沖，間隙擊穿后的老煉電流可達(dá)數(shù)千安至數(shù)十千安。由于該裝置采用了單臺(tái)主電源提供上述高壓和大電流，因此在設(shè)計(jì)和制造中，需同時(shí)兼顧主機(jī)電源的絕緣耐壓和功率容量的要求，成本和技術(shù)難度較高(米倫,史愚礫,劉鐵,張青山,馬蔚珊.200kV脈沖電壓發(fā)生器的研制[J].高壓電器,2004,40(4):301-303.。)，另外，由于單脈沖能量較大，在電源輸出回路采用串聯(lián)電阻進(jìn)行限流和老煉能量調(diào)節(jié)時(shí)，會(huì)同時(shí)影響到輸出電壓的峰值，因此，其調(diào)節(jié)方式存在較大的技術(shù)局限性。

綜上所述，目前老煉技術(shù)存在以下主要問(wèn)題：電流和電壓老煉效果不能有效結(jié)合；以單一電源提供擊穿電壓和老煉能量，技術(shù)難度和成本較高，同時(shí)單次老煉能量無(wú)法精確調(diào)節(jié)，造成老煉程度、趨勢(shì)和老煉一致性難以有效控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種直流疊加高壓脈沖的真空滅弧室老煉裝置及方法，該裝置及方法技術(shù)難度小，成本低，同時(shí)單次老煉能量能夠?qū)崿F(xiàn)精確調(diào)節(jié)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的直流疊加高壓脈沖的真空滅弧室老煉裝置包括直流電源、脈沖電源、真空滅弧室、隔直耦合電容及隔離電感，直流電源的一端及脈沖電源的一端與真空滅弧室觸頭的一端相連接，直流電源的另一端與隔離電感的一端相連接，脈沖電源的另一端與隔直耦合電容的一端相連接，隔直耦合電容的另一端及隔離電感的另一端均與真空滅弧室觸頭的另一端相連接。

直流電源輸出的直流電的電壓值的調(diào)節(jié)范圍為0-50kV，直流電源輸出直流電的電流值的調(diào)節(jié)范圍為0-200A。

脈沖電源輸出的脈沖的峰值的調(diào)節(jié)范圍為0-100kV，脈沖電源輸出的脈沖的脈沖寬度為200ns，脈沖電源輸出的單個(gè)脈沖的能量范圍為0-5J。

隔直耦合電容的耦合電容值為10nF。