[发明专利]多间隙并联的方形气体开关及包含该开关的放电回路

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体火花开关及包含该开关的放电回路，其主要特点是采用多个间隙并联以实现多通道放电，开关与电容器连接紧凑，有利于减小放电回路电感，在脉冲功率技术领域特别是快放电直线型变压器驱动源（FLTD）有广泛应用前景。

背景技术

开关是脉冲功率装置的核心器件之一，气体开关具有工作电压高、传导电流大、触发响应快、触发抖动低、造价低等优点，在脉冲功率技术领域和高压电工技术领域有广泛应用。

近几年为了满足快放电直线型变压器驱动源的需要国内外已研制了多种结构的直流耐压、电脉冲触发的气体开关。FLTD常用的开关结构为多间隙串联气体火花开关（周良骥，邓建军，陈林等.1MA直线型变压器驱动源模块设计[J].强激光与粒子束,22（3）：465。孙铁平，丛培天等.快前沿直线脉冲变压器驱动源多间隙气体开关[J].强激光与粒子束，22（7）：1674。姜晓峰，孙凤举，梁天学等.一种多间隙气体开关击穿特性的实验研究[J].高电压技术,2009(01):103-107）。该开关主要由2个外电极和3到5个中间环形电极构成。通过支撑结构使各电极平行叠放以形成4到6个结构相同的5mm气体间隙。这种开关具有工作气压低，触发阈值低和可形成多通道放电等优点。但是由于开关含有较多的电极且电极为环形结构，电极支撑结构复杂，导致开关体积大，放电回路电感大。为了减小放电回路电感，西北核技术研究所研制了±100kV三电极场畸变气体火花开关（魏浩，孙凤举，刘鹏等.±100kV三电极场畸变气体火花开关[J].强激光与粒子束,24（4）：881）。开关主要由两个平球头高压电极与一个圆盘触发电极构成。开关结构简单，安装方便，体积小，开关电感较低；但是开关不能形成多个放电通道，不利于减少电极烧蚀和降低开关电感。此外多间隙气体开关和三电极气体开关外形结构为圆柱体形状，而脉冲电容器为长方体形状，开关与电容器连接不紧凑，开关放电通道离电容器电极有较大距离，放电回路电感较大，导致驱动源输出前沿缓，效率低。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种多间隙并联的方形低电感气体开关，其能够与脉冲电容器连接紧凑且放电电感小。

本发明目的之二在于提供一种包含该开关的放电回路，其结构紧凑且放电电感小。

一种多间隙并联的方形低电感气体开关，包括外壳、上电极、下电极、触发电极、触发引入杆、气嘴接口；其特殊之处在于：

还包括上连接板和下连接板；所述外壳为方形绝缘壳体；所述上电极和下电极均为多个结构相同的电极，分别对称分布在方形绝缘壳体的上底面和下底面；所述触发电极为平板状，设置在方形绝缘壳体中部且与方形绝缘壳体的上底面平齐；所述触发电极上设置有与上电极一一对应的圆孔；所述触发引入杆设置在方形绝缘壳体的前面板上且与触发电极电连接；所述气嘴接口设置在方形绝缘壳体上；所述上连接板与多个上电极电连接，所述下连接板与多个下电极电连接。

上述上电极和下电极的放电端的截面为半圆截面或者半椭圆截面。

上述绝缘盒后面板外表面与触发电极相对应的位置设置有长条形突起。

上述方形绝缘壳体由绝缘盒和两端的绝缘盖密封连接而成。

上述上电极、下电极、触发电极和触发引入杆由铜、铜钨合金或者不锈钢材料制成；方形绝缘壳体由绝缘材料制成；上连接板和下连接板由黄铜制成。

一种包含间隙并联的方形低电感气体开关的放电回路，其特殊之处在于：包括多间隙并联的方形低电感气体开关、上电容器、垫板和下电容器；所述方形低电感气体开关包括外壳、上电极、下电极、触发电极、触发引入杆、气嘴接口、上连接板和下连接板；所述外壳为方形绝缘壳体；所述上电极和下电极均为多个结构相同的电极，分别对称分布在方形绝缘壳体的上底面和下底面；所述触发电极为平板状，设置在方形绝缘壳体中部且与方形绝缘壳体的上底面平齐；所述触发电极上设置有与上电极一一对应的圆孔；所述触发引入杆设置在方形绝缘壳体的前面板上且与触发电极电连接；所述气嘴接口设置在方形绝缘壳体上；所述上连接板与多个上电极电连接，所述下连接板与多个下电极电连接；所述上电容器、垫板和下电容器依次叠放且位于方形绝缘壳体的后面板处；所述上电容器与上连接板电连接；所述下电容器与下连接板电连接。

上述上电极和下电极的放电端的截面为半圆截面或者半椭圆截面。

上述绝缘盒后面板外表面与触发电极相对应的位置设置有长条形突起；所述上连接板和下电容器分别位于突起的上下两侧。

上述方形绝缘壳体由绝缘盒和两端的绝缘盖密封连接而成。