[實用新型]一種紫外燈照射的場畸變型高壓氣體開關(guān)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820062218.3
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN207719586U
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江進波;楊文;楊林森
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號: H01T1/00
• 分類號: H01T1/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

本實用新型提供一種紫外燈照射的場畸變型高壓氣體開關(guān)，所述場畸變型高壓裝置包括絕緣板、絕緣筒、紫外光燈、主電極、固定桿、觸發(fā)盤。絕緣板和絕緣筒圍成腔體結(jié)構(gòu)，腔體結(jié)構(gòu)中裝設(shè)有主電極、紫外光燈。當紫外光燈預(yù)先照射到主電極，有利于電極材料逸出自由電子，為開關(guān)的導(dǎo)通提供種子電子。另外，紫外光的照射將引起空間光電離，使開關(guān)的主間隙放電過程快速穩(wěn)定。本實用新型通過在絕緣筒上面安裝有四個紫外光燈，紫外光能夠?qū)χ麟姌O和絕緣筒內(nèi)照射充分，使得開關(guān)的觸發(fā)性能更加穩(wěn)定，開關(guān)導(dǎo)通的時延和抖動明顯減小。本實用新型為了配合可預(yù)電離觸發(fā)的場畸變型高壓氣體開關(guān)合理使用，提供了該高壓氣體開關(guān)的應(yīng)用電路圖，所述電路圖中的紫外燈工作電路，可保證紫外燈穩(wěn)定導(dǎo)通，所述電路圖中的觸發(fā)系統(tǒng)，可保證此開關(guān)穩(wěn)定可靠的工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于一種高壓氣體開關(guān)，特別是一種紫外燈照射的場畸變型高壓氣體開關(guān)。

背景技術(shù)

場畸變開關(guān)以其工作范圍廣、易于使用、通流能力強等特點成為脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點。快前沿、大功率脈沖的獲得與場畸變開關(guān)的放電特性密不可分。要使開關(guān)放電抖動低、放電迅速，可采用紫外預(yù)電離的方式，預(yù)電離間隙火花放電產(chǎn)生的帶電粒子可為主間隙放電提供初始種子電子，實現(xiàn)觸發(fā)時的多電子引燃，提高開關(guān)導(dǎo)通的穩(wěn)定性。

常用的預(yù)電離技術(shù)主要有：電子束預(yù)電離、射頻預(yù)電離、紫外光預(yù)電離、以及放射性源預(yù)電離等。在氣體開關(guān)上應(yīng)用較多的是紫外光預(yù)電離技術(shù)，通過紫外線燈、火花放電、表面電暈放電為開關(guān)間隙提高紫外線照射。

目前在研究高氣體開關(guān)壽命的具體途徑上，研究一種加裝預(yù)電離電極的場畸變開關(guān)，通過對開關(guān)的基本試驗表明，開關(guān)整體靜態(tài)穩(wěn)定性良好，觸發(fā)可靠，導(dǎo)通分散性小，多次放電后，開關(guān)的自擊穿電壓沒有顯著變化，且與普通場畸變開關(guān)相比，觸發(fā)可靠性大大提高。

開關(guān)的導(dǎo)通性能與觸發(fā)脈沖性能密切相關(guān)，場畸變開關(guān)觸發(fā)脈沖的上升陡度、峰值電壓及觸發(fā)脈沖注入能量等都是重要因素。研究表明，隨著觸發(fā)脈沖陡度的增加，開關(guān)延時及其分散性相應(yīng)減小；增加觸發(fā)脈沖能量將縮短開關(guān)的開通時間；開關(guān)工作穩(wěn)定可靠也依賴于電壓幅值高、上升時間短的高壓觸發(fā)脈沖。場畸變開關(guān)是由兩個主電極和觸發(fā)盤組成，它需要合適的觸發(fā)系統(tǒng)與其配合使用，畸變型高壓氣體開關(guān)應(yīng)用電路圖需要合理的設(shè)置觸發(fā)系統(tǒng)，當觸發(fā)系統(tǒng)輸出的脈沖幅值不小于開關(guān)電壓的1/3，陡度在3～5kV/ns，能量大于5mJ，此外，觸發(fā)電路需要保證了銅火花針與觸發(fā)盤之間先放電，產(chǎn)生的紫外光照射到開關(guān)的主電極，使得金屬電極材料更易發(fā)射電子，從而開關(guān)能夠可靠工作。本發(fā)明專利的觸發(fā)裝置通過電容放電后經(jīng)脈沖變壓器升壓陡化后獲得上升前沿為5.5kV/ns，幅值為開關(guān)工作電壓一半的觸發(fā)脈沖，主電路與觸發(fā)電路之間安全隔離，觸發(fā)控制方式靈活、抗干擾能力強、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，工作穩(wěn)定可靠。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種紫外燈照射的場畸變型高壓氣體開關(guān)，目的是對觸發(fā)脈沖的幅值和陡度要求降低，有效的減小開關(guān)的擊穿時延和抖動，使得開關(guān)更容易導(dǎo)通，解決現(xiàn)有技術(shù)電極材料逸出自由電子效率不高的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種紫外燈照射的場畸變型高壓氣體開關(guān)，它包括高壓氣體開關(guān)，高壓氣體開關(guān)包括絕緣板、絕緣筒、紫外燈、主電極、拉桿、觸發(fā)盤。絕緣板和絕緣筒形成絕緣外殼結(jié)構(gòu)，同時，絕緣板和絕緣筒圍成腔體結(jié)構(gòu)，主電極包括陽極和陰極，主電極以及觸發(fā)盤均設(shè)置在腔體結(jié)構(gòu)中。

上述所述紫外燈鑲嵌在絕緣筒上面，燈頭在腔體結(jié)構(gòu)中，紫外燈設(shè)置為4個，分別設(shè)置于觸發(fā)盤上下位置并設(shè)置有左右對稱個數(shù)。

上述紫外燈與主電極垂直設(shè)置，紫外燈與主電極之間的間隙為20—25mm。

上述紫外燈與與觸發(fā)盤水平設(shè)置，紫外燈與固定觸發(fā)盤的板之間的間隙為 2—4mm。

它包括開關(guān)工作電路，開關(guān)觸發(fā)電路包括儲能電容，該儲能電容以及可控硅串接在變壓器的低壓回路中。