一種氣密性間隙可調的火花隙開關的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于脈沖功率技術，高能激光及高能脈沖電流實驗研究等技術領域，特別涉及一種氣密性間隙可調的火花隙開關。
【背景技術】
[0002]脈沖功率技術是對能量在時間和空間上進行壓縮，然后在較短的時間內以較高的功率釋放能量到特定負載上的技術。脈沖功率電源是脈沖功率系統(tǒng)中的關鍵裝置，其作用是在較短時間內產生高瞬時功率的脈沖，用以驅動特定負載，它一般主要由三部分構成:儲能裝置、高壓開關和負載，其中高壓開關是形成高壓脈沖的關鍵部件，也是高壓脈沖電源工作的核心，高壓開關的性能直接決定著電源整體的性能。
[0003]目前，由于脈沖功率電源在工業(yè)和科研領域的廣泛應用，例如:廢水處理、廢氣處理、殺菌消毒、尚能粒子束廣生、尚能激光、廣生等尚子體等，對尚壓開關的性能也提出了一些基本要求，即，I)脈沖上升沿陡；2)高電壓，大電流，高功率；3)開關的工作參數(shù)方便易調整；4)工作壽命長。傳統(tǒng)開關如晶閘管、IGBT,MOSFT等雖然工作壽命長，重復頻率高，但是開斷電壓和電流不能太大，開斷功率小，開斷高電壓大電流所用時間較長，價格昂貴，并且需要有復雜的控制和保護電路，因而限制了其在高壓脈沖電源技術中的應用?；鸹ㄏ堕_關由于其具有開斷電壓高、電流大、開關時間短、成本低、控制簡單等優(yōu)點而在高壓脈沖電源技術中得到了廣泛應用。
[0004]但是，隨著技術的進步，對火花隙的設計與應用提出了一些新的要求，例如，為了適應不同的實驗電壓等級要求，需要改變陽極和陰極的放電間隙；為了提高開關的可靠性，降低燒蝕，降低導通電阻，一般會采取填充特殊氣體或降低氣壓的方法，因而要求火花隙開關具有一定的氣密性，并能夠進行充放氣；為了減小火花隙開關的體積，使之不對設備空間造成壓力，通常會要求對火花隙開關進行緊湊設計；另外，為了提高使用壽命，對火花隙開關的制造材料，尤其是電極材料提出了更高的要求。

【發(fā)明內容】

[0005]針對火花隙開關在實際應用中所遇到的問題，本發(fā)明的目的是提供一種氣密性間隙可調的火花隙開關，具備較高的可靠性、較低的導通電阻、較長的壽命、較強的抗干擾能力。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種氣密性間隙可調的火花隙開關，包括氣密性開關工作腔體、間隙可調火花隙開關和充排氣系統(tǒng)，其中氣密性開關工作腔體由絕緣外殼、陽極法蘭、陰極法蘭、陽極密封壓板、觸發(fā)電極絕緣套、觸發(fā)電極密封壓板以及提供氣密性的陽極密封墊圈、陽極法蘭密封墊圈、陰極法蘭密封墊圈、陰極密封墊圈、觸發(fā)電極絕緣套密封墊圈、觸發(fā)電極密封墊圈組成，間隙可調火花隙開關由陽極、陰極、觸發(fā)電極組成，充排氣系統(tǒng)由充氣閥和排氣閥組成，且能夠實現(xiàn)低壓、高壓或惰性氣體開關工作氛圍；陽極和陰極左右對置，觸發(fā)電極、觸發(fā)電極絕緣套、陰極、陽極同軸心地布置在腔體中，充氣閥和排氣閥對稱分布在腔體的中間截面兩側，由充氣閥和排氣閥調節(jié)開關工作腔體中的氣壓和氣體種類；兩片L型支撐腳通過螺栓分別與陽極法蘭和陰極法蘭固定在一起，并能夠通過螺栓固定在其他設備上。
[0007]所述絕緣外殼為圓筒狀，圓筒中間部分經過機械加工變薄，以減輕重量，采用的是聚四氟乙烯材料；陽極法蘭為聚四氟乙烯圓板，中心掏空，用以支撐陽極；陰極法蘭采用黃銅圓板加工，中心掏空，用以支撐觸發(fā)電極絕緣套，陰極法蘭表面徑向中心處加工出一個螺孔，作為陰極接線端。
[0008]所述陽極采用黃銅材料，處于開關腔體外的一端為細圓棒狀，表面加工出螺紋，用作陽極接線端，陽極處于開關腔體內的一端為球面放電端。
[0009]所述陽極密封壓板采用聚四氟乙烯圓板加工而成，通過螺栓固定在陽極法蘭上，中心加工出與陽極法蘭同心圓孔，通過壓緊套在陽極上的陽極密封墊圈實現(xiàn)陽極的密封。
[0010]所述陰極采用黃銅柱加工而成，放電端面加工成球面，中心加工出圓孔，通過螺栓固定在開關腔體內部；壓緊陰極密封墊圈實現(xiàn)陰極的密封。
[0011]所述觸發(fā)電極采用鎢棒加工而成，放電端加工成四楞尖針狀，放置于觸發(fā)電極絕緣套內。
[0012]所述觸發(fā)電極絕緣套采用聚四氟乙烯加工而成，置于陰極中心孔內，通過觸發(fā)電極絕緣套密封墊圈實現(xiàn)密封。
[0013]所述觸發(fā)電極密封壓板采用聚四氟乙烯圓板加工而成，通過螺栓與觸發(fā)電極絕緣套固定，壓緊觸發(fā)電極密封墊圈實現(xiàn)觸發(fā)電極的密封。
[0014]所述充氣閥和排氣閥通過預留在絕緣外殼的螺孔固定在開關腔體的兩側。
[0015]本發(fā)明能夠取得以下有益效果:
(I)在能夠改變陽極和陰極間放電間隙的前提下實現(xiàn)了開關工作腔體的密封，能夠使開關工作在低氣壓下或是充入氮氣等其他氣體，使開關的動作更可靠，降低導通電阻，并能夠有效地提高使用壽命。
[0016](2)可以根據(jù)放電等級的要求，改變陽極和陰極的距離，從而改變火花隙開關工作的電壓等級。改變陽極和陰極的距離并不會影響到開關的氣密性。
[0017](3)開關的陰極和陽極的放電面都采用球面結構，可以保證陰極和陽極上的放電面更為均勻，減小陰極和陽極軸線相對位置的差異對放電面的影響。另外，陰極和陽極采用大直徑的球面結構，能夠使得放電時空氣擊穿的通道更大，降低開關的導通電阻。
[0018](4)觸發(fā)電極的放電部位為尖針狀，能夠降低觸發(fā)難度。觸發(fā)電極置于陰極內部，能夠有效地減小開關體積，提尚了開關的實用性。
[0019](5)該結構的火花隙開關拆卸維修方便，提高了開關的實用性。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明實施例1氣密性間隙可調的火花隙開關的結構示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明實施例1氣密性間隙可調的火花隙開關的陽極結構示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明實施例1氣密性間隙可調的火花隙開關的陰極結構示意圖。
[0023]圖中標記:1_充氣閥；2_絕緣外殼；3-螺栓；4_陽極法蘭；5_陽極；6_陽極密封壓板；7_陽極密封墊圈；8_陽極法蘭密封墊圈；9_陰極法蘭；10_陰極接線端；11_陰極法蘭密封墊圈；12-L型支撐腳；13_陰極；14-觸發(fā)電極絕緣套；15-觸發(fā)電極；16-觸發(fā)電極密封壓板；17_陰極密封墊圈；18_觸發(fā)電極絕緣套密封墊圈；19_觸發(fā)電極密封墊圈；20_排氣閥。
[0024]圖4是本發(fā)明實施例2氣密性間隙可調的空氣開關的結構示意圖。
[0025]圖中標記:1-充氣閥；2_絕緣