[發明專利]一種新型高壓大電流旋弧開關

有效

• 申請號: 201910905751.0
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110600999B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 趙娟;李洪濤;李波;馬勛;黃宇鵬;劉云濤
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: H01T2/02
• 分類號: H01T2/02;H01T1/02;H01T1/22
• 代理公司: 綿陽山之南專利代理事務所(普通合伙) 51288
• 代理人: 沈強

1.一種新型高壓大電流旋弧開關結構，其特征在于:

該開關由高壓電極、地電極、觸發電極、導流板、引出端頭、外絕緣筒、絕緣蓋板、氣嘴及緊固件組成，以干燥氣體或真空作為工作介質,

所述高壓電極、地電極是主放電電極，為同軸型圓筒結構,所述高壓電極為帶有橫斷切口的環形電極，電極主體部分橫截面為Bruce剖面,環形電極帶有向軸心方向延伸的尾翼,

所述地電極為帶有橫斷切口的環形電極，環形電極主體部分橫截面為Bruce剖面,

所述觸發電極包括針式觸發電極和環刃式觸發電極,所述針式觸發電極固定在地電極側引入的觸發電極支桿上，針式觸發電極穿入地電極上的觸發電極耦合孔，觸發電極端面與地電極工作間隙側表面平齊或略低不超過3mm；所述環刃式觸發電極為橫向帶翼邊的環形刀口電極，刀口直徑與工作間隙的二分之一等電位線直徑相同，環刃式觸發電極的引出端頭設置在地電極側，

所述導流板用于將高壓電極、地電極連接到引出端頭， 所述引出端頭用于將高壓電極、地電極、觸發電極引出到開關腔體外。

2.根據權利要求1所述的一種新型高壓大電流旋弧開關結構，其特征在于所述高壓電極的橫斷切口與地電極的橫斷切口在以開關軸線為對稱軸的軸線兩側，連接高壓電極的導流板和連接地電極的導流板各自安裝在橫斷切口與開關軸線形成的橫斷面的兩側。

3.根據權利要求1所述的一種新型高壓大電流旋弧開關結構，其特征在于：所述觸發電極在采用針式觸發電極觸發時，需在高壓電極和地電極之間接入高阻型1/2分壓器并將環刃式觸發電極與1/2分壓器中間抽頭連接，或將環刃式觸發電極取下；在采用環刃式觸發電極觸發時，需將針式觸發電極通過一個電阻與開關地電極連接，或將針式觸發電極取下。

4.根據權利要求1所述的一種新型高壓大電流旋弧開關結構，其特征在于所述開關主放電電極可以單極性工作、也可以雙極性工作，所述開關工作在單極性工作模式時，高壓電極與電路中的儲能器件的高壓電極連接，地電極與電路中的地線端或負載輸入端連接；所述開關工作在雙極性工作模式時，開關高壓電極與一個電容器或電容器組儲能器件高壓端子連接，開關地電極與另一個相反極性充電的儲能器件高壓端子連接。

5.根據權利要求4所述的一種新型高壓大電流旋弧開關結構，其特征在于：所述開關工作在單極性工作模式時，如采用環刃式觸發電極，需在高壓電極和地電極之間接入高阻型1/2分壓器并將觸發電極與1/2分壓器中間抽頭連接；如采用針式觸發電極，則需將針式觸發電極通過一個接地電阻與地電極連接；觸發脈沖極性與儲能器件充電電壓極性相反。

6.根據權利要求4所述的一種新型高壓大電流旋弧開關結構，其特征在于：開關工作在雙極性工作模式時，如采用環刃式觸發電極，觸發電極需通過一個接地電阻與地線連接；在不能連接到地線時，需在高壓電極和地電極之間接入高阻型1/2分壓器并將觸發電極與1/2分壓器中間抽頭作為參考地端子，然后將觸發電極通過一個接地電阻與參考地端子連接；

如采用針式觸發電極，則需將針式觸發電極通過一個電阻與開關地電極連接，觸發脈沖源與針式觸發極-地電極回路之間需通過脈沖隔離變壓器進行絕緣隔離，觸發脈沖極性應與開關高壓電極相連接的儲能器件的充電電壓極性相反。

7.根據權利要求1所述的一種新型高壓大電流旋弧開關結構，其特征在于高壓電極、地電極、觸發電極、導流板、引出端頭均需采用低電阻率、低磁導率、高熔點的金屬材料制備，其中高壓電極、地電極采用不銹鋼、黃銅、銅鎢合金中的一種制備，觸發電極采用不銹鋼、銅鎢合金、鎢鉬中的一種制備，導流板、引出端頭采用黃銅、紫銅、不銹鋼中的一種制備。

8.根據權利要求1所述的一種新型高壓大電流旋弧開關結構，其特征在于開關間隙中充填干燥氣體作為開關放電的工作介質或開關間隙為真空，其中氣體介質為干燥空氣、六氟化硫、氮氣、二氧化碳中的一種或者多種氣體混合。