[发明专利]一种用于旋转火花开关的电极组

说明书

一种用于旋转火花开关的电极组，圆环电极的外圆表面沿圆环轴向设有N条凹槽，N条凹槽将圆环电极的外圆表面分隔出N条螺旋放电单元，N条凹槽与N条螺旋放电单元相间排列，N≥2。该圆环电极能够避免由于高频率放电导致的放电电极固定点放电现象，达到延长放电电极寿命、保证旋转火花开关放电稳定的目的。

技术领域

本发明火花开关涉及脉冲功率技术中的旋转火花开关，具体涉及一种用于脉冲大电流开关的圆环电极结构。

背景技术

旋转火花开关是脉冲功率设备中的关键器件，其作用是将充好电的电容器组在微秒量级内将能量对负载释放。在高压大电流脉冲功率设备中，随着功率的增大、频率的提高，对开关的性能要求的越来越高。电极烧蚀是影响火花开关寿命的最主要因素，火花开关功率的增大、频率的提高，必然带来开关电极的快速烧蚀，而电极的烧蚀会带来电极型貌的变化和电极间距的变化，并导致开关工作的不稳定，减少开关的寿命。

由于脉冲放电时间间隔较小于2ms，在电极间氮气流速一定的情况下，在地电极与高压电极表面上，上一次放电产生的热影响并未完全消除；第一次放电对电极放电点产生的烧蚀使放电点表面形成毛刺，导致该点的局部电场强度会比未放电的电极表面场强增强，该点产生第二次放电的几率更高，易形成放电点固定在电极上某一点。短时间固定点放电不影响开关性能，但长时间固定点放电会出现放电电极局部烧蚀过快，最终导致放电不稳定甚至短路现象。

与本发明相近的电极是专利号ZL200710083687.X中描述的圆柱形旋转电极，该电极工作在500Hz以下时，放电稳定，但在频率大于500Hz时，易出现放电通道集中在电极上的某一固定点，使放电电极局部烧蚀过快，引起开关工作不稳定甚至短路，降低开关工作寿命。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种用于旋转火花开关的电极组，保证旋转火花开关放电稳定的目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于旋转火花开关的电极组，其特征在于，

电极组包括:圆环电极、地电极以及高压电极；

圆环电极处于电极与高压电极之间的轴对称位置；

圆环电极的外圆表面沿圆环轴向设有N条凹槽，N条所述凹槽将圆环电极的外圆表面分隔 出N条螺旋放电单元，N条所述凹槽与N条螺旋放电单元相间 排列，N≥2；

圆环电极为旋转电极，电极与所述高压电极均为固定电极，旋转的圆环电极上的螺旋放电单元与两个固定电极之间分别形成两个可以左右移动的放电区，电极和高压电极上的放电区间随着圆环电极的旋转往复移动。

优选地，所述圆环电极的材料采用钨铜制成。

优选地，所述螺旋放电单元的螺旋角为55度。

优选地，所述螺旋放电单元的边缘为倒圆角。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图；

图2为本发明实施例的结构剖视图。

其中：1-地电极；2-上间隙；3-圆环电极；31-凹槽；32-螺旋放电单元； 4-开关绝缘筒；5-下间隙；6-高压电极。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。

如图1所示，本实施例中圆环电极3结构由外圆表面沿圆环轴向设有8条凹槽31，8条凹槽31将圆环电极的外圆表面分隔出8条螺旋放电单元32，凹槽31与螺旋放电单元32相间排列，用于旋转火花开关的圆环电极材料选用耐腐蚀的材料，综合考虑选用钨铜制成。凹槽31宽度为22mm,深度为5mm,螺旋放电单元32螺旋角为55度，圆环电极3外直径为120mm,宽为50mm。