[发明专利]高电压交叉场气体开关及操作方法

权利要求书

1.一种高电压气体开关，包括：

气密外壳，其包含在基于可电离气体的帕邢曲线选择的气体压力处的所述可电离气体，其中所述帕邢曲线绘制随气体压力乘以栅极到阳极距离而变化的、所述可电离气体的击穿电压，并且其中气体压力乘以栅极到阳极距离的值在所述帕邢曲线的至少一部分上连同击穿电压增加而增加；

阳极，其设置在所述气密外壳内；

阴极，其设置在所述气密外壳内；以及

控制栅极，其定位在所述阳极和所述阴极之间，所述控制栅极以基于期望的操作电压选择的栅极到阳极距离与所述阳极间隔开。

2.根据权利要求1所述的气体开关，其特征在于，气体压力乘以栅极到阳极距离的值在所述帕邢曲线的超过阈值击穿电压的一部分上增加。

3.根据权利要求2所述的气体开关，其特征在于，所述阈值击穿电压为近似300千伏(kV)。

4.根据权利要求1所述的气体开关，其特征在于，所述栅极到阳极距离在2至15厘米(cm)的范围内。

5.根据权利要求1所述的气体开关，其特征在于，所述气密外壳包含氦。

6.根据权利要求1所述的气体开关，其特征在于，所述栅极到阳极距离选择成防止在所述期望的操作电压处在所述阳极和所述控制栅极之间的真空击穿。

7.根据权利要求1所述的气体开关，其特征在于，所述气体压力选择成防止在所述期望的操作电压处在所述阳极和所述控制栅极之间的气体击穿。

8.根据权利要求1所述的气体开关，其特征在于，所述控制栅极包括穿孔的导电表面。

9.根据权利要求1所述的气体开关，其特征在于，所述阴极包括i)镓、ii)镓合金、iii)铟、iv)锡、v)铝、钨、钼和钽中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的气体开关，其特征在于，所述气体开关能够在50至1000千伏(kV)的范围内操作。