專利名稱：具有多個(gè)間隙的多通道放電器和高脈沖功率的發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有多個(gè)間隙的多通道放電器，其特別用于
LTD (直線變壓器驅(qū)動(dòng)源)族的高脈沖功率的發(fā)生器。
諸如用于高脈沖功率的發(fā)生器中的放電器是一種能夠允許在 縮短的時(shí)間段中傳遞高電能的裝置。對(duì)于一些快速操作(特性時(shí)間 小于1—2微妙)來(lái)說(shuō)，放電器的表現(xiàn)因此一般根據(jù)表明放電期限的 其電壓控制和其電感值來(lái)評(píng)價(jià)。因此為了降低電感和增加電荷量， 提出了將通道數(shù)量加倍，即將傳遞電荷過(guò)程中產(chǎn)生的電弧數(shù)量加倍。 不同的多通道放電器模型因此已經(jīng)由俄國(guó)HCEI (High Current Electronics Institute)研究所和麥克斯維爾實(shí)驗(yàn)室(參看Shiva STAR INDUCTIVE PULSE COMPRESSION SYSTEM, R. E. Rei磨sky等 人，她IEEE Pulsed Power Conf， Albuquerque, NM， June 6 —8， 1983， p196)研發(fā)。
具有多個(gè)間隙的多通道放電器整體上包括兩個(gè)所謂的放電電 極，將充電電壓施加到該放電電極上；和一系列均勻設(shè)置在兩個(gè)放 電電極之間的所謂的中間電極，從而限定了一定數(shù)量的間隙，在所 述間隙中施加在放電器的端子上的電位大致均勻地分布。該電極的 組合一般被封閉在一個(gè)可被供應(yīng)氣體的密封腔室中。
因此以T508 A/AX命名的商用的具有多個(gè)間隙的多通道放電 器被制造出來(lái)。這種放電器允許在以高壓填充六氟化硫(SF6)時(shí) 保持大約+或一100kV的電壓的安全性。
為了免除SF6的使用，已經(jīng)調(diào)整了具有多個(gè)間隙的多通道放電 器，其被供應(yīng)增壓干空氣。所述放電器允許達(dá)到同樣的性能并應(yīng)用
電暈效應(yīng)，所述電暈效應(yīng)允許在中間電極之間(參見(jiàn)MULTI GAP SWITCH FOR MARX GENERATORS, B. M. Kovalchuk等人， 2002， IEEE， ISBN 0-7803-71208/02)較均勻地分布不同的電位。不 同模式的放電器因此被調(diào)整。所述放電器的形式，電極數(shù)量和固定 到殼體上的方式已經(jīng)被測(cè)驗(yàn)。對(duì)于非?？焖俚牟僮?特性時(shí)間小于 l一2微妙)來(lái)說(shuō)，通過(guò)具有5個(gè)中間電極的實(shí)施例獲得了在緊湊性 /性能比方面的最好的產(chǎn)品，每個(gè)中間電極在其對(duì)稱軸上裝備了一個(gè) 電暈效應(yīng)的針。同樣，受到負(fù)電位作用的放電電極在其中心裝備了 一個(gè)電暈效應(yīng)的針。如此制作的放電器被填充壓縮空氣并且在充電 期間受到+ 100kV或者一100kV電壓作用。設(shè)置在兩個(gè)放電電極之 間的中間距離處的中間電極與啟動(dòng)裝置相連，從而允許啟動(dòng)該放電 器的發(fā)射。該啟動(dòng)電極在充電期間受到了零伏電位的作用。因此， 該放電器被分為兩個(gè)區(qū)域， 一個(gè)區(qū)域是負(fù)極性的，另一個(gè)區(qū)域是正 極性的。很明顯如果在放電器中央的壓力為2.5atm (latm=105Pa) 則正極性區(qū)域保持該電壓，而該負(fù)極性區(qū)域自動(dòng)啟動(dòng)。該負(fù)極性區(qū) 域僅僅在空氣壓力達(dá)到4atm時(shí)差保持所述電壓。壓力的增加在正常 的工作范圍內(nèi)導(dǎo)致了放電器中電感的增加。
本發(fā)明用于解決不同的問(wèn)題并且提出了一種帶有多個(gè)間隙的 多通道放電器，其能夠保持特別高的電壓，同時(shí)具有更小的電感和 電阻。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是調(diào)整一種放電器，在密封腔室中該放電 器的壓力足夠小從而限定了電阻和電感，但是還要足夠大從而保持 在放電器端子處施加的高電壓。
本發(fā)明還給出一種其幾何形狀允許大致降低在電極上的電場(chǎng) 的具有多個(gè)間隙的多通道放電器，決定了在最小的壓力下良好地保 持電壓。
因此，本發(fā)明的具有多個(gè)間隙的多通道放電器包括-
一一個(gè)密封腔，包括兩個(gè)間隔安裝的電極， 一個(gè)稱為正的放電 電極，另一個(gè)稱為負(fù)的放電的實(shí)心電極，
一至少一個(gè)所謂中間電極，設(shè)置在密封腔室中在兩個(gè)放電電極 之間以便限定了在所述放電電極之間的間隙，中間電極之 一 直接鄰 接負(fù)的放電電極，
一一些電連接裝置，適合于允許帶有正電位的正的放電電極與 帶有負(fù)電位的負(fù)的放電電極相連，
_一些適合于允許使至少一個(gè)中間電極，稱為啟動(dòng)中間電極受到 充電階段的預(yù)定電位和發(fā)射階段啟動(dòng)發(fā)射的不同電位作用的裝置，
一一些針，設(shè)置在密封腔中，以便在其中產(chǎn)生電暈效應(yīng)的放電， 從而使由所述電極限定的間隙受到中間電位的作用，
一一些將氣體分布在密封腔中的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，所述放電器的特征在于，該負(fù)的放電電極包括具 有電暈效應(yīng)的針的裝置，其幾何形狀適于補(bǔ)償該負(fù)的放電電極和直 接相鄰的中間電極之間的形狀差異，即幾何形狀和/或者尺寸的差 異，從而保證在整個(gè)腔室內(nèi)大致均勻地分布電位。
事實(shí)上，該負(fù)的放電電極和直接相鄰的中間電極具有不同的形 狀。尤其是，朝向正的放電電極取向的該直接相鄰的中間電極的部 分具有與負(fù)的電極的形狀不同的形狀。試驗(yàn)表明在該負(fù)的放電電極 上固定具有電暈效應(yīng)的針的裝置能夠永續(xù)良好地保持該放電器的電 壓，因?yàn)樵谄淝皇抑辛己玫胤植剂穗娢?，其中該具有電暈效?yīng)的針 的裝置的幾何形狀適合于補(bǔ)償在負(fù)的放電電極和相鄰的中間電極之
間的形狀差異。該帶有針的裝置的幾何形狀改善了電位分布，因?yàn)?在電位升高期間將電荷轉(zhuǎn)移到該放電器中。
本發(fā)明的放電器最好如此實(shí)施每個(gè)中間電極裝備了至少一個(gè) 電暈效應(yīng)針；在下述結(jié)構(gòu)中選擇負(fù)的放電電極的帶有針的裝置的幾 何形狀包括至少一個(gè)比設(shè)置在腔室中的其他電暈效應(yīng)的針大的電 暈效應(yīng)的針的裝置，包括數(shù)量上比每個(gè)中間電極的電暈效應(yīng)針多的 電暈效應(yīng)針的裝置，或者包括一些適合便于在腔室中均勻分布電位 的幾何形狀的針的裝置。該負(fù)的電極的具有電暈效應(yīng)的針的裝置的 幾何形狀可以變化并且取決于負(fù)的電極的形狀和直接相鄰的電極的 形狀。
本發(fā)明的電暈效應(yīng)的針的設(shè)置和所獲的結(jié)果根據(jù)經(jīng)驗(yàn)是出乎 預(yù)料的甚至是矛盾的；事實(shí)上本領(lǐng)域技術(shù)人員直覺(jué)上傾向于研究在 將電暈效應(yīng)的針固定在所述電極上時(shí)的絕對(duì)對(duì)稱性，其原因是在 尖端附近，該電暈效應(yīng)通過(guò)使等電位表面更加緊密而決定了電場(chǎng)的 值局部增加；使得所述效應(yīng)沿腔室不平衡根據(jù)經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)致了電位分布 的不平衡。試驗(yàn)表明與所接受的想法相反，例如在負(fù)的放電電極上 比在其他電極上固定更大的針事實(shí)上均勻化了電位在放電器中的分 布。這可以在事后用下述事實(shí)解釋事實(shí)上第一間隙并不像其他間 隙那樣反應(yīng)并且電位均勻分布的研究需要便于將該第一間隙的電荷 在該負(fù)的放電電極和直接相鄰的中間電極之間傳遞，這在本發(fā)明中 得到了實(shí)現(xiàn)，即將其幾何形狀適合于如通過(guò)增加電暈效應(yīng)的針的長(zhǎng) 度補(bǔ)償形狀差異的帶有針的裝置固定在負(fù)的放電電極上。本發(fā)明的 放電器因此允許良好分布電位，同時(shí)限定了其尺寸和電感。
根據(jù)本發(fā)明，有利的是，至少一個(gè)電暈效應(yīng)的針設(shè)置在每個(gè)中 間電極上，另一方面，該負(fù)的放電電極的帶有針的裝置包括至少一 個(gè)電暈效應(yīng)的針，其尺寸適合于將帶有針的裝置的所述電暈效應(yīng)的
針的尖端與所述直接相鄰的中間電極分開的距離不同于將每個(gè)中間 電極的每個(gè)電暈效應(yīng)的針的尖端和直接位于該電暈效應(yīng)的針的尖端 對(duì)面的中間電極分開的距離中的每一個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明，有利的是，該負(fù)的放電電極的具有針的裝置包括至 少一個(gè)電暈效應(yīng)的針，該電暈效應(yīng)的針的尺寸適合于將帶有針的裝置 的電暈效應(yīng)的針的尖端與該直接相鄰的中間電極分開的距離小于將 每個(gè)中間電極的每個(gè)電暈效應(yīng)的針與直接位于該電暈效應(yīng)的針的尖 端對(duì)面的中間電極的距離中的每一個(gè)。這些區(qū)別便于把電位均勻地分 布到該腔室中，從而平衡了第一間隙相對(duì)其他間隙的電荷轉(zhuǎn)移。
根據(jù)本發(fā)明，有利的是，由負(fù)的放電電極和直接相鄰的中間電 極限定的間隙的長(zhǎng)度比該放電器的其他間隙的長(zhǎng)度短。
根據(jù)本發(fā)明，有利的是，至少一個(gè)電暈效應(yīng)的針設(shè)置在每個(gè)中 間電極上，該負(fù)的放電電極的帶針的裝置包括至少一個(gè)大于該腔室 的其他的電暈效應(yīng)的針中的每一個(gè)的電暈效應(yīng)的針。
根據(jù)本發(fā)明，有利的是，至少一個(gè)電暈效應(yīng)的針設(shè)置在每個(gè)最 能夠建安電極上，該負(fù)的放電電極的帶有針的裝置包括數(shù)量大于由 每個(gè)中間電極承載的針的電暈效應(yīng)的針。
根據(jù)本發(fā)明，有利的是，電暈效應(yīng)的針安裝在每個(gè)電極上以便 朝向正的放電電極的方向曲線。該針可以位于該放電器的縱軸上或 者在平行軸上。將所述針沿該正的放電電極的方向安裝的實(shí)施允許 良好分布電位。另外，所述在密封腔室內(nèi)壁形成的設(shè)置，具有不同 性能的兩個(gè)區(qū)域 一個(gè)被負(fù)的放電電極和第一啟動(dòng)電極限定的負(fù)極 性區(qū)域；由對(duì)后的啟動(dòng)電極和正的放電電極限定的正極性的區(qū)域。 最好，該放電器裝備僅僅一個(gè)位于兩個(gè)放電電極之間的中間距離處 的啟動(dòng)電極，因此形成了相同尺寸不同極性的兩個(gè)區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明，有利的是，負(fù)的放電電極還在密封腔室內(nèi)部通過(guò)過(guò)厚包括一些降低腔室中的電場(chǎng)的裝置。所述降低電場(chǎng)的裝置與安 裝在負(fù)的放電電極上的電暈效應(yīng)的針相連，允許降低該放電器的工 作壓力。這些裝置最好包括一些設(shè)置在被負(fù)的放電電極承載的針周 圍的環(huán)形凸緣。
該密封腔室尤其是旋轉(zhuǎn)圓柱形狀并且沿縱軸延伸。
根據(jù)本發(fā)明，有利的是，中間電極是盤狀的并且包括徑向桿， 在該徑向桿上安裝所述電暈效應(yīng)的針，從而保證了在放電器中心良 好地分布電位。尤其是，所述中間電極可以是鏤空的。
根據(jù)本發(fā)明，有利的是，通過(guò)球形、導(dǎo)電的固定裝置所述中間 電極固定在該密封腔室中，所述固定裝置圍繞該縱軸均勻分布。
根據(jù)本發(fā)明，有利的是，在該密封腔室中分布?xì)怏w的裝置包括 至少一個(gè)與至少一個(gè)中間電極連成一體的噴管，每個(gè)噴管從該密封 腔室的外部徑向延伸到該中間電極。
根據(jù)本發(fā)明，有利的是，該放電器包括5個(gè)中間電極，通過(guò)兩 個(gè)中間電極限定的間隙大致是相同的。
根據(jù)本發(fā)明，有利的是，該放電器包括僅僅一個(gè)啟動(dòng)中間電極， 設(shè)置在兩個(gè)放電電極之間的中間距離處，因此限定了兩個(gè)體積大致 相等，極性分別為正和負(fù)的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域能夠在相同壓力下保持 相同的電壓。
根據(jù)本發(fā)明，有利的是，由所述電極限定的間隙沿縱向方向的
長(zhǎng)度小于2厘米，以此限定了電感。最好由所述電極限定的間隙沿 縱向方向的長(zhǎng)度小于1厘米以便使電感最小化。
另外，在一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用中，本發(fā)明的一個(gè)或者多個(gè)放電器被固 定在慢速或者快速的LTD類型的高脈沖功率的發(fā)生器中。
根據(jù)本發(fā)明，有利的是，該LTD發(fā)生器與一些通過(guò)氣體分配裝 置填充以至少3atm壓縮的空氣并且受到大約200kV電壓作用的放
電器一起工作。
本發(fā)明的其他特征，目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中出現(xiàn)，其 非限定地示范性根據(jù)附圖給出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。附圖包括 一

圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的放電器的縱剖面簡(jiǎn)圖； 一圖2是根據(jù)圖1的放電器的實(shí)施例的放電器的徑向剖視圖； _圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的縱剖視簡(jiǎn)圖；和 一圖4是包括如圖1示出的那樣的放電器的LTD發(fā)生器的一級(jí)。 在附圖中，為了描述清晰，并沒(méi)有嚴(yán)格遵守比例和比率。
在圖1中，密封腔1 一方面由殼體2另一方面由兩個(gè)正的和負(fù) 的放電電極3和4限定，該殼體類似地用聚酰胺6制作但是還可以 用聚乙烯或者其他熱塑性樹脂制作，所述兩個(gè)放電電極與一些電連 接裝置15相連并且借助螺絲11螺紋固定在該殼體中。
所針對(duì)的實(shí)施例包括5個(gè)均勻分布在腔室1內(nèi)部的包括啟動(dòng)電 極5的中間電極6，該啟動(dòng)電極5設(shè)置在兩個(gè)放電電極之間的中間 距離處。所述5個(gè)電極因此構(gòu)成了 6個(gè)間隙，所述間隙具有沿縱向 方向的尺寸，該尺寸一般最好為6毫米。在縱向方向的尺寸可以是 不同的，尤其是在0.3-2厘米之間。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例， 由負(fù)的放電電極和直接相鄰的中間電極限定的間隙的長(zhǎng)度可以小于 該放電器的其他間隙的長(zhǎng)度。
每個(gè)中間電極5， 6， 7為盤狀。最好，該電極是橢圓盤狀。根 據(jù)通常的機(jī)械定義，橢圓盤是垂直截面為橢圓形的盤。換句話說(shuō)并 且根據(jù)圖1的實(shí)施例，通過(guò)圍繞平行于橢圓的長(zhǎng)軸并且位于距離該 長(zhǎng)軸距離R的軸旋轉(zhuǎn)該橢圓。根據(jù)圖1的實(shí)施例，該橢圓的短軸一 般是1厘米并且該盤的距離R—般為3厘米。該橢圓的長(zhǎng)軸最好是
2厘米。另外，所述電極3， 4， 5， 6， 7總體上是用不銹鋼制作， 但是也可以用諸如銅鋅合金的其他導(dǎo)電材料制作。
最好，所述中間電極5， 6, 7通過(guò)固定球16固定在殼體2上。 在圖l所針對(duì)的實(shí)施例中，該電極5， 6， 7通過(guò)螺絲螺母系統(tǒng)固定 在固定球16上。
該固定球16例如是半徑為1.5厘米的球形。所述球最好用富含 碳的鋼制作。它們例如被氮化鈦或者其他包層的陶瓷覆蓋，從而防 止生銹。這些球最好數(shù)目為每個(gè)電極3個(gè)并且彼此圍繞縱軸成120 度分開。最好， 一個(gè)電極5， 6， 7的所述固定球16圍繞縱軸相對(duì)相 鄰的中間電極的固定球偏置。這些固定球本身設(shè)置在一些凹槽13 中，所述凹槽13在該殼體的內(nèi)壁加工。
另外，根據(jù)圖1針對(duì)的實(shí)施例的中間電極5， 6， 7分別包括徑 向桿9。所述徑向桿9最好用不銹鋼制作并且為直徑小于4毫米的 大致圓柱形狀。
根據(jù)圖l所針對(duì)的實(shí)施例，每個(gè)桿9包括設(shè)置在縱軸上的電暈 效應(yīng)的針I(yè)O。 一般，針指的是任何能夠通過(guò)電暈效應(yīng)產(chǎn)生電荷流的 大致尖的裝置。能夠包括錐形或者小圓柱體的針。最好電暈效應(yīng)的 針10大致為圓柱形，其直徑為1毫米并且高度為6毫米，并且用不 銹鋼制作。焊接到徑向桿上的所述電暈效應(yīng)的針I(yè)O根據(jù)圖1所示的 實(shí)施例具有完全相同的尺寸，但是根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例可以為 不同的尺寸，使得保證在腔室中電位均勻分布。
負(fù)的放電電極4包括帶針14的裝置，其幾何形狀適合于補(bǔ)償 負(fù)的放電電極和直接相鄰的中間電極之間的形狀差異。根據(jù)圖1的 實(shí)施例，該帶針14的裝置沿正的放電電極3的方向包括直接焊接在 負(fù)的電極的殼體內(nèi)表面上的3個(gè)電暈效應(yīng)的針。根據(jù)圖1的實(shí)施例， 該負(fù)的放電電極的電暈效應(yīng)的針與中間電極的針相同。根據(jù)圖3的
實(shí)施例，該帶有針14的裝置包括唯一的尺寸大于其他針的組合的電 暈效應(yīng)的針。該裝置的幾何形狀還允許補(bǔ)償負(fù)的放電電極和相鄰的 中間電極之間的形狀差異。根據(jù)圖l的實(shí)施例，該中央針沿縱軸焊
接在負(fù)的電極4的殼體的內(nèi)部表面上，以便大致與中間電極5， 6， 7的電暈效應(yīng)的針I(yè)O對(duì)齊。所述兩個(gè)其他的針在中央針和環(huán)形凸緣 12之間的中間距離處在徑向軸上焊接在該電極的相同表面上。根據(jù) 圖1的實(shí)施例，負(fù)的放電電極的針相對(duì)徑向桿焊接，從而支撐第一 中間電極的電暈效應(yīng)的針。
根據(jù)圖1的實(shí)施例，帶有針14的裝置具有下述優(yōu)點(diǎn)保持了 針的端部和相鄰針之間的足夠的距離，從而允許在間隙中電場(chǎng)的限 定。另外，根據(jù)圖3的實(shí)施例，該帶針14的裝置具有成本低便于生 產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)圖1的實(shí)施例，負(fù)的放電電極4還包括一些降低電場(chǎng)的裝 置。最好，所述裝置是環(huán)形凸緣12。這些環(huán)形凸緣12可以具有半 盤形狀，即具有通過(guò)圍繞垂直于半圓的直線部分并且距離半圓的中 心為距離R'設(shè)置的軸旋轉(zhuǎn)半圓而產(chǎn)生的體積形狀。最好，該距離R' 等于構(gòu)成中間電極的盤的距離R。該半圓的半徑最好是1厘米。
圖2還具有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的啟動(dòng)電極5。該啟動(dòng)電極5 包括2個(gè)相連的噴管8，所述噴管8用于供應(yīng)密封腔1和從中排出 氣體。所述噴管8最好螺紋固定在殼體中并且螺距被鍍密封硅膠。 該噴管8最好是直徑為1厘米長(zhǎng)度為6厘米的大致圓柱形。根據(jù)本 發(fā)明的實(shí)施例之一，所述噴管8還可以用于啟動(dòng)放電。啟動(dòng)裝置可 以是直接的或者電容的。
根據(jù)所述實(shí)施例，圓柱形的放電器22最好具有15厘米的外直 徑和15厘米的長(zhǎng)度，從而構(gòu)成了緊湊的放電器。
如圖4，根據(jù)圖1的實(shí)施例的放電器21插入到LTD發(fā)生器的
極中。放電器的放電電極通過(guò)電連接裝置與一些電容器21相連，所
述電容器21可以但不是絕對(duì)地是Maxwell類型的電容器。圖4的 實(shí)施例的級(jí)的核心17由3個(gè)環(huán)構(gòu)成，每個(gè)環(huán)最好能夠用鐵/硅磁體 材料制作。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，該核心17可以包括更多的環(huán)。中心 絕緣部分18可以用軟塑料或者硬塑料實(shí)現(xiàn)，就像側(cè)絕緣部分19那 樣。工作時(shí)，受所述級(jí)外部的裝置控制的啟動(dòng)套圈20允許啟動(dòng)該放 電器22的發(fā)射。
根據(jù)圖1的實(shí)施例的放電器22包括一些完全沿正的放電電極 的方向焊接的電暈效應(yīng)的針10，和設(shè)置在該兩個(gè)放電電極之間的中 間距離處的啟動(dòng)電極5。所述啟動(dòng)電極5在充電階段處于零伏的電 位。另外，根據(jù)實(shí)施例的放電器包括兩個(gè)在極性方面不相等的區(qū)域。 一個(gè)負(fù)極性的區(qū)域和一個(gè)正極性的區(qū)域。當(dāng)放電器22處于200V的 電位差作用時(shí)，每個(gè)區(qū)域因此處于100kV的電位差。該負(fù)的放電電 極4的具有電暈效應(yīng)的針14的裝置的存在允許所述兩個(gè)區(qū)域在 2.5atm壓力下保持相同的電壓，該具有電暈效應(yīng)的針14的裝置具有 數(shù)量上高于存在于中間電極5， 6, 7上的電暈效應(yīng)針的電暈效應(yīng)針。 為了啟動(dòng)發(fā)射，該啟動(dòng)電極5處于非零，負(fù)的或者正的電位。如果 啟動(dòng)脈沖是正的，則負(fù)極性區(qū)域首先啟動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)正極性的區(qū)域 啟動(dòng)。如果啟動(dòng)脈沖是負(fù)的，則正極性區(qū)域首先啟動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)負(fù) 極性的區(qū)域啟動(dòng)。
注意到整體上該不同的電極，固定裝置和電暈效應(yīng)的針的形式 和結(jié)構(gòu)并不受到上述限制。任何適合于均勻分布電位差在密封腔中 的結(jié)構(gòu)和形式都是本發(fā)明的目標(biāo)，所述密封腔是用于作為轉(zhuǎn)移強(qiáng)電 荷的場(chǎng)所。
權(quán)利要求
1.具有多個(gè)間隙的多通道放電器，包括-一個(gè)密封腔(1)，包括兩個(gè)間隔安裝的電極，一個(gè)稱為正的放電電極(3)，另一個(gè)稱為負(fù)的放電實(shí)心電極(4)，-至少一個(gè)所謂中間電極(6)，設(shè)置在密封腔室中在兩個(gè)放電電極之間以便限定了在所述放電電極之間的間隙，中間電極之一(7)直接鄰接負(fù)的放電電極(4)，-一些電連接裝置(15)，適合于允許帶有正電位的正的放電電極(3)與帶有負(fù)電位的負(fù)的放電電極(4)相連，-一些適合于允許使至少一個(gè)中間電極，稱為啟動(dòng)中間電極(5)受到充電階段的預(yù)定電位和發(fā)射階段啟動(dòng)發(fā)射的不同電位作用的裝置，-一些針(10)，設(shè)置在密封腔室(1)中，以便在其中產(chǎn)生電暈效應(yīng)的放電，從而使由所述電極(3，4，5，6，7)限定的間隙受到中間電位的作用，-一些將氣體分布在密封腔室(1)中的裝置(8)，所述放電器的特征在于，該負(fù)的放電電極(4)包括具有電暈效應(yīng)的針(14)的裝置，其幾何形狀適于補(bǔ)償該負(fù)的放電電極(4)和直接相鄰的中間電極(7)之間的形狀差異，即幾何形狀和/或者尺寸的差異，從而保證電位在整個(gè)腔(1)中大致均勻地分布。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電器，其特征在于， 一方面，至 少一個(gè)電暈效應(yīng)的針(10)設(shè)置在每個(gè)中間電極(5， 6， 7)上， 另一方面，該負(fù)的放電電極(4)的帶有針(14)的裝置包括至少 一個(gè)電暈效應(yīng)的針，其尺寸適合于將帶有針(14)的裝置的所述電 暈效應(yīng)的針的尖端與所述直接相鄰的中間電極(7)分開的距離不同 于將每個(gè)中間電極的每個(gè)電暈效應(yīng)的針(10)的尖端和直接位于該 電暈效應(yīng)的針的尖端對(duì)面的中間電極分開的距離中的每一個(gè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的放電器，其特征在于，該負(fù)的放電電 極(4)的具有針(14)的裝置包括至少一個(gè)電暈效應(yīng)的針，該電 暈效應(yīng)的針的尺寸適合于將帶有針(14)的裝置的電暈效應(yīng)的針的 尖端與該直接相鄰的中間電極(7)分開的距離小于將每個(gè)中間電極 的每個(gè)電暈效應(yīng)的針(10)與直接位于該電暈效應(yīng)的針的尖端對(duì)面 的中間電極的距離中的每一個(gè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的放電器，其特征在于，由負(fù)的放電電 極(4)的帶有針(14)的裝置包括至少一個(gè)電暈效應(yīng)的針，其尺 寸大于腔室的其它電暈效應(yīng)針(10)中的每一個(gè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的放電器，其特征在于，由負(fù)的放電電 極(4)和直接相鄰的中間電極(7)限定的間隙的長(zhǎng)度比該放電器 的其他間隙的長(zhǎng)度短。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求1 — 5中任一項(xiàng)所述的放電器，其特征在 于，至少一個(gè)電暈效應(yīng)的針(10)設(shè)置在每個(gè)中間電極(5， 6， 7) 上，該負(fù)的放電電極的帶有電暈效應(yīng)的針(14)的裝置包括數(shù)量大 于由每個(gè)中間電極(5， 6， 7)承載的針的電暈效應(yīng)的針。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l一6中任一項(xiàng)所述的放電器，其特征在于， 電暈效應(yīng)的針(10， 14)安裝在每個(gè)電極(4， 5， 6， 7)上以便朝 向正的放電電極(3)的方向。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l一7中任一項(xiàng)所述的放電器，其特征在于， 負(fù)的放電電極(4)在密封腔室內(nèi)部通過(guò)，包括一些降低腔室中的電 場(chǎng)(12)的裝置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的放電器，其特征在于，該負(fù)的放電電 極的降低電場(chǎng)(12)的裝置包括一些設(shè)置在被負(fù)的放電電極(4)承載的針周圍的環(huán)形凸緣。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l一9中任一項(xiàng)所述的放電器，其特征在于，該密封腔(1)是旋轉(zhuǎn)圓柱形狀并且沿縱軸延伸，每個(gè)中間電極(5， 6， 7)是盤狀并且包括徑向桿(9)，在該徑向桿上安裝每個(gè)電暈 效應(yīng)的針(10)，從而提高了放電器中心的電位分布。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的放電器，其特征在于，通過(guò)稱為固 定球的球形(16)固定裝置所述中間電極(5， 6， 7)固定在該密 封腔(1)中，所述球形固定裝置是導(dǎo)電的并且圍繞該縱軸均勻分布。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l一ll中任一項(xiàng)所述的放電器，其特征在于， 在該密封腔(1)中分布?xì)怏w的裝置(8)包括至少一個(gè)與至少一個(gè) 中間電極連成一體的噴管，每個(gè)噴管從該密封腔室的外部徑向延伸 到該中間電極。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1一12中任一項(xiàng)所述的放電器，其特征在于， 該放電器包括僅僅一個(gè)啟動(dòng)中間電極(5)，設(shè)置在兩個(gè)放電電極(3， 4)之間的中間距離處。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1_13中任一項(xiàng)所述的放電器，其特征在于， 該放電器包括5個(gè)中間電極，通過(guò)兩個(gè)中間電極限定的間隙大致是 相同的。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的放電器，其特征在于，所述間隙的 沿縱向方向的長(zhǎng)度小于2厘米，使得限定了電感。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的放電器，其特征在于，所述間隙的 沿縱向方向的長(zhǎng)度小于1厘米以便最小化電感。
17. LTD類型的高脈沖功率的發(fā)生器，其特征在于，包括至少 一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1 — 16中任一項(xiàng)所述的具有多個(gè)間隙的多通道放 電器°
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的LTD類型的高脈沖功率的發(fā)生器， 其特征在于，通過(guò)放電器的分布裝置連接到至少3atm的壓縮干空氣 的源上以便在200kV下工作。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或者18所述的放電器，其特征在于，該 LTD發(fā)生器由一些放電器的電連接裝置與適合于輸送至少200kV充電電壓的電壓源相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有多個(gè)間隙的多通道放電器(22)，其特別用在LTD族的高功率發(fā)生器中。本發(fā)明的放電器(22)包括一個(gè)密封腔(1)，兩個(gè)與電連接裝置(15)相連的放電電極(3，4)，和多個(gè)均勻設(shè)置在該密封腔室中的中間電極(5，6，7)。中間電極中的一個(gè)被稱為啟動(dòng)電極(5)并且與啟動(dòng)裝置相連，該啟動(dòng)裝置允許建立放電器的發(fā)射。所述啟動(dòng)電極(5)還包括一些允許在腔室(1)的中心分布?xì)怏w的連成一體的噴管，從而提高了對(duì)放電器的電壓控制。本發(fā)明的放電器(22)的特征在于，負(fù)的放電極(4)包括具有電暈效應(yīng)的針(14)的裝置，它的幾何形狀適合于補(bǔ)償負(fù)的放電極(4)和直接相鄰的中間電極(7)之間的形狀差別從而保證了在該密封腔室中電位的均勻分布。
文檔編號(hào)H01T2/02GK101103503SQ200580044249
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者L·弗雷卡利納 申請(qǐng)人:伊萬(wàn)霍工業(yè)公司