帶刀口紫外線預電離的軌道開關及其觸發(fā)電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體放電開關及其觸發(fā)電路，特別涉及一種可用于快前沿直線脈沖變壓器驅(qū)動源(FLTD)、X-Pinch等脈沖功率裝置的帶刀口紫外線預電離的軌道開關及其觸發(fā)電路。
【背景技術】
[0002]氣體開關作為一種常用的脈沖功率開關，具有工作電壓高、傳導電流大、觸發(fā)抖動低、造價低等優(yōu)點，因此在高電壓電工技術領域和脈沖功率技術領域中得到了廣泛的應用。
[0003]作為高功率脈沖源的典型代表，快前沿直線脈沖變壓器驅(qū)動源(FLTD)、X-Pinch等裝置對氣體開關的電感、觸發(fā)抖動、通流能力、壽命提出了更高的要求。然而，目前使用的氣體開關很難同時實現(xiàn)開關的低電感、低抖動、大通流能力和長壽命。尤其是在大電流下，隨著開關放電次數(shù)的增加，開關的電感、抖動會逐漸增大，直至不能滿足脈沖功率源的要求。
[0004]軌道開關由于能夠?qū)崿F(xiàn)多通道放電，因此減小了單個通道的電流密度，能夠有效地降低開關電感、提高開關壽命，并能夠?qū)㈤_關的抖動控制在較理想的范圍內(nèi)。
[0005]紫外線預電離技術能夠降低開關的擊穿電壓，減小開關擊穿電壓的分散性，有助于減小開關的擊穿抖動，因此被廣泛的應用于脈沖功率的開關中。
[0006]刃-刃電極、刃-棒電極在擊穿的過程中能夠較早的產(chǎn)生電暈，為間隙擊穿提供充足的有效電子，因此能夠有效地降低開關的擊穿延時、擊穿抖動，并且在一定條件下能夠形成較多的放電通道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種帶刀口紫外線預電離的軌道開關及其觸發(fā)電路。
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案:
[0009]一種帶刀口紫外線預電離的軌道開關，該軌道開關包括上電極、下電極以及觸發(fā)電極，上、下電極對稱設置于觸發(fā)電極的兩側(cè)，觸發(fā)電極包括兩個相對設置的刀口電極，兩個刀口電極的截面為刀刃形，刀刃形的刀口部分為頂角小于45度的等腰三角形，兩個刀口電極間留有0.5mm?2mm的間隙，上、下電極分別與所述間隙相對。
[0010]所述軌道開關還包括帶有開口的絕緣固定腔以及用于封閉所述開口的絕緣蓋板，兩個刀口電極以及上電極和下電極均設置于絕緣固定腔內(nèi)，兩個刀口電極以及下電極通過導電螺絲固定在絕緣固定腔內(nèi)壁上，上電極通過導電螺絲固定在絕緣蓋板上，絕緣蓋板通過絕緣螺絲與絕緣固定腔相連。
[0011]所述上電極與下電極間留有0.5cm?3cm的間隙。
[0012]所述上電極、下電極和兩個刀口電極均由不銹鋼材料制成。
[0013]所述上電極以及下電極的截面為半圓形，上電極以及下電極沿長度方向的兩端通過半錐形過渡，兩個刀口電極沿長度方向的兩端倒圓角。
[0014]上述帶刀口紫外線預電離的軌道開關的觸發(fā)電路，該觸發(fā)電路包括均壓電阻，所述軌道開關的一個刀口電極分別通過對應的均壓電阻與上電極以及下電極相連，觸發(fā)脈沖通過該刀口電極送入所述觸發(fā)電路，該刀口電極與所述軌道開關的另一個刀口電極通過照明間隙并聯(lián)電阻相連。
[0015]所述照明間隙并聯(lián)電阻采用20kD?2ΜΩ電阻。
[0016]所述觸發(fā)電路還包括直流高壓源、充電電阻、放電電容器以及負載電阻，充電電阻的一端與直流高壓源相連，充電電阻的另一端與上電極相連，放電電容器與負載電阻串聯(lián)后接于上電極與下電極之間，下電極接地。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0018]1、本發(fā)明中觸發(fā)電極采用兩片刀口電極，刀口部分夾角較小且為三角形，因此，觸發(fā)前，兩片刀口電極可近似看作一大塊平板電極，使得主電極間的電場為稍不均勻場，可減小電場畸變。
[0019]2、本發(fā)明中當?shù)犊陔姌O間距在0.5mm?2mm范圍內(nèi)時，單獨在刀口電極施加觸發(fā)電壓脈沖時，兩片刀口電極之間能隨機形成多通道。在觸發(fā)電壓脈沖在刀口電極上達到一定幅值后，刀口電極間形成多通道、放出紫外線，可以有效照射開關主電極間的區(qū)域，紫外線產(chǎn)生于間隙擊穿前，因而能夠有效地減小開關的延時、抖動。
[0020]3、本發(fā)明中刀口電極間形成多通道、放出紫外線可以產(chǎn)生空間電離，產(chǎn)生空間電荷，使得刀口電極尖端附近的電場嚴重畸變，降低開關擊穿電壓的幅值。
[0021]4、本發(fā)明中刀口電極間形成多通道，產(chǎn)生多個紫外線照射源，這些紫外線照射源能夠引導主電極間形成多通道，從而有效減小開關的電感，降低單個通道承載的電流，提高開關的通流能力，延長開關的壽命。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明所述帶刀口紫外線預電離的軌道開關的縱剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖2是本發(fā)明所述帶刀口紫外線預電離的軌道開關的橫剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖3是本發(fā)明所述帶刀口紫外線預電離的軌道開關的側(cè)剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖4是本發(fā)明所述帶刀口紫外線預電離的軌道開關的上、下電極結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖5是本發(fā)明所述帶刀口紫外線預電離的軌道開關的刀口電極結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖6是本發(fā)明所述帶刀口紫外線預電離的軌道開關放電回路的電路圖；
[0028]圖7是不帶刀口預電離的軌道開關放電回路的電路圖；
[0029]圖中:上電極1、下電極2、第一刀口電極3、第二刀口電極4、絕緣固定腔5、絕緣蓋板6、直流高壓源7、充電電阻8、放電電容器9、負載電阻10、照明間隙并聯(lián)電阻11、均壓電阻12、隔直電容器13、觸發(fā)脈沖14，虛線框部分為脈沖器。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做詳細說明。
[0031]參見圖1?圖5，本發(fā)明所述帶刀口紫外線預電離的軌道開關包括:上電極1、下電極2、觸發(fā)電極(第一刀口電極3、第二刀口電極4)、絕緣固定腔5、絕緣蓋板6，其中，上、下電極相對觸發(fā)電極呈對稱設置，上、下電極的截面為半圓形，且沿長度方向的兩端通過半錐形過渡，上、下電極中間的觸發(fā)電極采用兩塊刀口電極，刀口電極截面為刀刃形，刀口部分為頂角為小角度的(小于45° )等腰三角形，刀口電極間距在0.5mm?2mm，刀口電極沿長度方向的兩端倒圓角，所有電極通過不銹鋼螺絲對應