[實(shí)用新型]一種激光觸發(fā)多級(jí)真空開(kāi)關(guān)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721638537.6
• 申請(qǐng)日: 2017-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207475522U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖敏夫;陳占清;段雄英;黃智慧;張豪;劉旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H03K17/54
• 分類號(hào): H03K17/54
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠(yuǎn)

1.一種激光觸發(fā)多級(jí)真空開(kāi)關(guān)，其特征在于，包括激光觸發(fā)真空間隙、多級(jí)自擊穿真空間隙和觸發(fā)系統(tǒng)；

多級(jí)自擊穿真空間隙通過(guò)緊固連接件(7)固定在激光觸發(fā)真空間隙的上端，均壓環(huán)(6)套裝于上絕緣外殼(3)外部；

所述的激光觸發(fā)真空間隙包括下絕緣外殼(9)、觸發(fā)上端蓋法蘭(8)、觸發(fā)間隙屏蔽罩(19)、觸發(fā)下端蓋法蘭(10)、陰極導(dǎo)電桿(15)、帶多個(gè)靶電極的平板型陰極觸頭(20)、觸發(fā)靶材(22)、帶多個(gè)通光孔的平板型陽(yáng)極觸頭(21)、帶多個(gè)通光孔的陽(yáng)極導(dǎo)電桿(11)、波紋管(23)、通光鏡片(12)和隔擋板(13)；

所述的下絕緣外殼(9)的上下兩端開(kāi)口分別由觸發(fā)上端蓋法蘭(8)和觸發(fā)下端蓋法蘭(10)密封；

所述的觸發(fā)間隙屏蔽罩(19)固定在下絕緣外殼(9)內(nèi)，用于優(yōu)化激光觸發(fā)真空間隙內(nèi)電場(chǎng)分布；所述的帶多個(gè)靶電極的平板型陰極觸頭(20)和帶多個(gè)通光孔的平板型陽(yáng)極觸頭(21)相對(duì)布置，位于觸發(fā)間隙屏蔽罩(19)內(nèi)；

帶多個(gè)靶電極的平板型陰極觸頭(20)通過(guò)陰極導(dǎo)電桿(15)固定于觸發(fā)上端蓋法蘭(8)上；帶多個(gè)通光孔的平板型陽(yáng)極觸頭(21)與帶多個(gè)通光孔的陽(yáng)極導(dǎo)電桿(11)直連，帶多個(gè)通光孔的陽(yáng)極導(dǎo)電桿(11)經(jīng)波紋管(23)密封接于觸發(fā)下端蓋法蘭(10)；帶多個(gè)通光孔的平板型陽(yáng)極觸頭(21)上的通光孔(14)位置和帶多個(gè)靶電極的平板型陰極觸頭(20)上的觸發(fā)靶材(22)位置一一對(duì)應(yīng)；

所述的通光鏡片(12)密封接于帶多個(gè)通光孔的陽(yáng)極導(dǎo)電桿(11)底部，通光鏡片(12)外套隔擋板(13)，隔擋板(13)固定在帶多個(gè)通光孔的陽(yáng)極導(dǎo)電桿(11)上，位于觸發(fā)下端蓋法蘭(10)外，其上設(shè)有與通光孔(14)相對(duì)應(yīng)的通孔；

所述的多級(jí)自擊穿真空間隙包括上絕緣外殼(3)、自擊穿上端蓋法蘭(2)、自擊穿間隙屏蔽罩(16)、自擊穿下端蓋法蘭(4)、低壓導(dǎo)電桿(1)、支撐絕緣子(18)、環(huán)形自擊穿電極(17)和高壓導(dǎo)電桿(5)；

所述的上絕緣外殼(3)的上下兩端分別由自擊穿上端蓋法蘭(2)和自擊穿下端蓋法蘭(4)密封，多個(gè)自擊穿間隙屏蔽罩(16)豎向固定在上絕緣外殼(3)內(nèi)部，優(yōu)化多級(jí)自擊穿真空間隙內(nèi)電場(chǎng)分布；

所述的高壓導(dǎo)電桿(5)穿過(guò)自擊穿下端蓋法蘭(4)密封固定，其上端與環(huán)形自擊穿電極(17)等電位連接，下端與陰極導(dǎo)電桿(15)的上端連接；

所述環(huán)形自擊穿電極(17)和支撐絕緣子(18)固定于多級(jí)自擊穿間隙屏蔽罩(16)內(nèi)部；

所述的支撐絕緣子(18)為上部有圓柱狀凸起，底部有圓柱狀凹槽的帶傘裙的柱狀物，最底部的支撐絕緣子(18)與高壓導(dǎo)電桿(5)配合連接，各支撐絕緣子(18)間相互配合，將多個(gè)環(huán)形自擊穿電極(17)內(nèi)環(huán)分別夾在中間；

所述的環(huán)形自擊穿電極(17)的中間空心圓直徑與支撐絕緣子(18)上部圓柱凸起的直徑相等，電極內(nèi)環(huán)薄片厚度小于外環(huán)并與之一體連接，外環(huán)部分為主放電電極，串聯(lián)間隙導(dǎo)通后，電流通過(guò)外環(huán)部分流通，改變外環(huán)部分結(jié)構(gòu)及槽口類型可改變通流時(shí)間隙內(nèi)磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)度，第一級(jí)環(huán)形自擊穿電極(17)內(nèi)環(huán)夾在高壓導(dǎo)電桿(5)和支撐絕緣子(18)之間，以此方式串聯(lián)形成多級(jí)過(guò)壓自擊穿真空間隙；

所述的低壓導(dǎo)電桿(1)的底面帶有配合支撐絕緣子(18)的凹槽，其上端穿過(guò)自擊穿上端蓋法蘭(2)密封固定，下端凹槽經(jīng)最后一級(jí)環(huán)形自擊穿電極(17)與支撐絕緣子(18)頂部的凸起連接；

所述的觸發(fā)系統(tǒng)包括觸發(fā)控制器(24)、激光器(25)、傳輸光纖(26)、4:1分光鏡片(27)、3:1分光鏡片(28)、2:1分光鏡片(36)、1:1分光鏡片(33)、全反鏡片A(30)、全反鏡片B(32)、全反鏡片C(35)、全反鏡片D(29)、聚焦鏡片A(31)、聚焦鏡片B(34)、聚焦鏡片C(37)和聚焦鏡片D(38)；

所述的觸發(fā)控制器(24)負(fù)責(zé)接收外部系統(tǒng)的動(dòng)作指令，并通過(guò)傳輸光纖(26)控制激光器(25)動(dòng)作，產(chǎn)生激光脈沖；激光器(25)發(fā)出的激光脈沖依次通過(guò)固定在激光器(25)輸出端的多個(gè)分光鏡片分光、全反鏡片反射、聚焦鏡片聚焦后形成上、下、左、右、中5路能量相等的平行激光；

激光脈沖經(jīng)過(guò)4:1分光鏡片(27)分光，反射光經(jīng)下方的全反鏡片B(32)和聚焦鏡片B(34)形成下路激光；激光脈沖透過(guò)4:1分光鏡片(27)的激光經(jīng)3:1分光鏡片(28)分光、反射光經(jīng)左側(cè)的全反鏡片C(35)和聚焦鏡片C(37)形成左路激光；激光脈沖透過(guò)3:1分光鏡片(28)的激光再經(jīng)2:1分光鏡片(36)分光、反射光經(jīng)右側(cè)的全反鏡片D(29)和聚焦鏡片D(38)形成右路激光；激光脈沖透過(guò)2:1分光鏡片(36)的激光經(jīng)1:1分光鏡片(33)分光，反射光經(jīng)上方的全反鏡片A(30)和聚焦鏡片A(31)形成上路激光；激光脈沖透過(guò)1:1分光鏡片(33)的激光經(jīng)過(guò)中心聚焦鏡片形成中路激光；5路平行激光穿過(guò)通光孔(14)同時(shí)聚焦在觸發(fā)靶材(22)表面，產(chǎn)生大量初始等離子體使激光觸發(fā)真空間隙獲得更短的導(dǎo)通延時(shí)；

所述的分光鏡片的分光比例、數(shù)量、位置，全反鏡片的數(shù)量、位置以及聚焦鏡片的數(shù)量、位置可根據(jù)靶材及通光孔的數(shù)量和位置進(jìn)行調(diào)整，以形成更多束能量相等的平行激光。