[发明专利]两电极气体开关

说明书

技术领域

本发明涉及脉冲技术，特别涉及两电极气体开关。

背景技术

超大功率固体激光器系统中，主要通过能源分系统为激光器光学驱动器提供大容量、高压脉冲能量泵浦。能源分系统由数量众多的能源模块和控制系统组成，能源模块主要功能采用高压储能，通过触发高压放电开关导通，输出功率脉冲能量泵浦。能源模块电压等级一般从十几kV至二十几kV，单次功率脉冲释放的能量从几十kJ至几MJ，因此在高压、大功率脉冲能源模块中，高压放电开关起到至关重要的作用。高压放电开关要求通流能力达到几百kA，电荷转移量高达几百库伦。在如此超大能量脉冲的工作情况下，高压放电开关必须具有耐压高、通流能力强、导通特性稳定、内阻小等特点。而高压气体放电开关的击穿现象和开关电极上的放电物理过程十分复杂，具有一定的分散性，高压放电开关的电气特性直接影响到能源模块的高能量脉冲输出特性。因此，研制电气性能稳定、长寿命的高压大电流放电开关对于超大型固体激光器具有十分重要的意义，就现有国内实际情况而言，可选高压放电开关甚少。

在现有超大功率强激光器系统中，高压放电开关主要采用两电极气体开关。现有的两电极气体开关如申请号为200910022937.8、授权公告号CN 101577396 B的中国专利中公开的一种二电极火花隙气体开关，以及申请号为201010128326.4授权公告号为CN 101783480 B的中国专利中公开的一种两电极气体火花开关，均包括两个电极座（也可称为底座）、设置在两个电极座之间的绝缘圆筒和用于固定连接两个电极座的绝缘拉杆。两个电极座上均设有石墨材料制成的电极，电极之间具有电极间隙。在大电流放电过程中，放电点是在电极表面随机产生的，有时会在电极外边沿等处，该电弧状态会造成点或局部烧蚀非常严重，影响电极寿命，并且现有放电开关的电极会因为瞬时高温和电荷转移发生石墨颗粒飞溅，加重电极烧蚀，电极的烧蚀程度直接影响到高压放电开关的放电次数即高压放电开关的寿命。同时，由于石墨颗粒飞溅，会加重高压气体放电开关绝缘部件例如绝缘圆筒的污染，降低绝缘强度，减少高压气体放电开关使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种两电极气体开关，以解决现有两电极气体开关因电极烧蚀和石墨颗粒飞溅导致的使用寿命短的问题。

本发明两电极气体开关采用的技术方案是：两电极气体开关，包括第一电极座、第二电极座和用于形成电极间隙的两电极，所述第一电极座为桶状，所述电极间隙位于第一电极座的内腔中，所述两个电极相对表面平行且呈中心同轴，第一电极座的径向侧壁与两电极中心同轴，第一电极座仅通过设置在第一电极座径向侧壁上的凸缘以及凸缘上的导电柱实现与外部物体导电连接，在第一电极座的轴向方向上，所述凸缘位于所述电极间隙靠近第二电极座的一侧。

所述导电柱的一端固定在凸缘上，另一端沿第一电极座的轴向朝向远离第二电极座的方向延伸并超出第一电极座的底壁。

所述凸缘上设有供导电柱的对应端螺纹连接的安装孔，所述导电柱上设有凸肩，所述凸肩具有用于在旋紧时与安装孔的孔沿压紧配合的导电压紧面。

导电柱超出第一电极座底壁的一端设有凸肩，所述凸肩具有用于与外部物体压紧配合的导电压紧面。

所述导电柱是紫铜材料制成。

所述导电柱设有多根，各导电柱沿圆周均布在凸缘上。

所述第一电极座朝向第二电极座的开口处设有翻沿，所述凸缘是由所述翻沿形成。

所述第一电极座与第二电极座之间通过绝缘拉杆连接，所述翻沿上背向导电柱的端面上设有螺纹盲孔，所述绝缘拉杆的对应端上设有与螺纹盲孔螺纹连接的外螺纹。

第一电极座仅通过所述凸缘及凸缘上的导电柱与外部物体导电连接。

所述第一电极座的径向侧壁上设有与电极间隙沿径向对应的火花塞安装孔，所述火花塞安装孔内设有用于触发电极放电的触发火花塞，所述触发火花塞的电极与第一电极座的径向侧壁的内壁具有间隔。