[发明专利]一种可预调间隙的高电压大电流瞬态自动放电开关

说明书

技术领域

本发明涉及高电压放电及其控制技术领域，特别涉及一种可预调间隙的高电压大电流瞬态自动放电开关，适用于高电压大电流瞬态放电需要。

背景技术

放电开关在脉冲功率系统中占有特殊的地位，这是因为开关性能的好坏直接影响到输出脉冲的技术参数，尤其是输出脉冲的上升时间。另外，开关往往在高电压、大电流下工作，工作条件十分恶劣，开关过程中的击穿现象和开关电极上的放电物理过程均十分复杂，因此，具有耐受高电压强电流、击穿时延短且分散性小、电感和电阻小、电极烧蚀小等特性并能稳定工作的各种类型放电开关元件的研制，是当前脉冲功率技术中一个倍受重视的课题。目前，脉冲功率技术中广泛使用的闭合开关主要有以下几种：球隙火花开关、闸流管、真空开关、磁开关、反向导通开关、汞引燃管、晶闸管、大功率超高速半导体开关（RSD）等。这些开关各有优缺点，分别适用于不同的场合。球隙火花开关是所有开关中耐受电压最高、电流最大的一种高压开关。目前现有的球隙火花开关放电时多采用手动调节，放电电压不确定，放电突然，可控性和安全性不好，同时放电时间和行程较长。对于自动球隙开关，其结构多采用电子触发式，电路复杂，造价高，故障多，影响系统稳定性。因此，缺乏一种同时满足体积小、高耐压（百kV级）、强耐流（数十kA级）、可控性好、性价比高的一种瞬态自动放电开关来满足研究需要。这种开关在脉冲功率系统中是非常急需的。

发明内容

本发明的目的是提供一种可预调间隙的高电压大电流瞬态自动放电开关，应用于脉冲功率系统的可预调间隙的高电压（120kV）大电流（20kA）瞬态自动放电开关。

发明的目的可采用如下技术方案实现：

所述的放电开关包括一对左右空心圆铜球、开关底座，其中左球为电动球，右球为手动球，通过控制电动球移动使放电开关在充放电期间形成变球隙开关，在开关底座上设置电动装置、手动装置以及导轨，导轨两端通过定位板固定在开关底座，电动装置位于导轨的左端，电动球通过绝缘左立杆与电动装置相连；手动装置位于导轨的右端，手动球通过绝缘右立杆与手动装置连接。

所述的电动装置包括左滑块、电磁铁，电磁铁固定在开关底座上，电动球通过绝缘左立杆固定在左滑块上，左滑块设置在导轨的左端上，左滑块的右端和电磁铁同轴连接，连接轴上套装压缩弹簧。

所述的手动装置包括右滑块、调接手柄，手动球通过绝缘右立杆固定在右滑块上，右滑块设置在导轨的右端，右滑块内设置螺纹，调接手柄的一端为丝杠结构，其穿过导轨右端的定位板和右滑块内的螺纹连接。

所述的电动球一端设置有高压输入接口，手动球一端设置高压输出接口。

所述的开关底座上设置防护罩，在防护罩上设置维护窗。

所述右滑块一侧的开关底座上设置预调球隙标尺，右滑块一侧设置有指针，指针与球距标尺相对。

所述的空心圆铜球直径为100mm，厚度为2mm。

所述的球隙距离的调节范围为0～70mm，电动球瞬动距离为15mm。

本发明研制的可预调间隙的高电压大电流瞬态自动放电开关具有以下特点：（1）整体尺寸小，整体密封处理，便于移动和灵活放置，对空间环境要求低；（2）放电间隙可预先调节好，节省放电开关行程，增加放电可靠性和预期性；（3）高耐压，强耐流，导通时间短；（4）可控性好，按动电动按钮即可触发。

综上所述，本发明设计合理，性能优良，指标先进，结构紧凑，可用于大功率脉冲发生装置。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为图1的俯视图（放大图）。

图中：1、开关底座，2、调节手柄，3、右滑块，4、左滑块，5、球隙标尺，6、导轨，7、电磁铁，8、右立杆，9、左立杆，10、手动球，11、电动球，12、高压输出接口，13、高压输入接口，14、防护罩，15、维护窗，16、定位板。

具体实施方式

结合附图，说明本发明的具体实施例。