[实用新型]一种真空高电压脉冲绝缘二极管

说明书

本实用新型公开一种真空高电压脉冲绝缘二极管，包括阳极外筒、阴极及绝缘子，所述阴极通过绝缘子共轴支撑在阳极外筒内，所述阳极外筒内还设置有脉冲源侧屏蔽环和真空侧屏蔽环，所述脉冲源侧屏蔽环和真空侧屏蔽环分别设置于绝缘子两侧，所述脉冲源侧屏蔽环对应脉冲功率源侧设置，所述真空侧屏蔽环对应真空侧设置。本实用新型的真空二极管高压脉冲径向绝缘结构能够有效匀化绝缘子附近电场分布并降低三相点电场强度，最终得到较高的绝缘梯度进而大幅缩小真空二极管的横向尺寸，提高系统的轻小型化水平，该种真空二极管高压脉冲径向绝缘结构能很好地应用于结构紧凑的脉冲功率和高功率微波源系统的真空高压脉冲二极管之中。

技术领域

本实用新型属于二极管技术领域，具体地说涉及一种真空高电压脉冲绝缘二极管。

背景技术

在诸如粒子束加速器、X射线管、高功率微波源等许多真空高电压脉冲系统中真空高压脉冲二极管作为粒子束源被大量使用。几乎所有的真空高压脉冲二极管都需要在脉冲功率源的输出端与二极管之间设置一个绝缘结构来隔离脉冲源内绝缘介质区与二极管的真空区。受绝缘强度、机械强度等的影响，绝缘子的体积重量在整个空高压脉冲二极管中占据了相当大的比重。很多应用场合要求空高压脉冲二极管尽量减小其体积和重量。

径向绝缘结构一般采用单个绝缘体作为脉冲功率源绝缘介质与真空的隔离界面，其轴向长度可以设计得比较短，且在适当的绝缘结构优化后径向尺寸也可以设计得较为紧凑，在阻抗不超过数百欧姆的低阻抗二极管中得到了较好的应用。

目前径向绝缘子的平均绝缘梯度受绝缘材料真空表面沿面闪络场强及三相点场强等因素制约，径向尺寸较大，这就限制了现有真空绝缘子的小型化水平。因此，现有技术还有待于进一步发展和改进。

实用新型内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种真空高电压脉冲绝缘二极管。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种真空高电压脉冲绝缘二极管，其特征在于：包括阳极外筒、阴极及绝缘子，所述阴极通过绝缘子共轴支撑在阳极外筒内，所述阳极外筒内还设置有脉冲源侧屏蔽环和真空侧屏蔽环，所述脉冲源侧屏蔽环和真空侧屏蔽环分别设置于绝缘子两侧，所述脉冲源侧屏蔽环对应脉冲功率源侧设置，所述真空侧屏蔽环对应真空侧设置。

进一步的，所述绝缘子包括支撑环以及设置于所述支撑环外周的绝缘子主体，所述支撑环中心设置用于所述阴极穿过的中心孔，所述绝缘子主体为绝缘环，所述绝缘子主体内沿连接在所述支撑环外壁上，所述绝缘子主体外沿连接所述阳极外筒内壁上。

进一步的，所述脉冲源侧屏蔽环包括用于匀化电场强度的第一屏蔽部和用于固定所述第一屏蔽部的第一支撑部，所述真空侧屏蔽环包括用于匀化电场强度的第二屏蔽部和用于固定所述第二屏蔽部的第二支撑部。

进一步的，所述第一屏蔽部和所述第二屏蔽部均为碗口直径逐渐增大的中空碗状结构，所述第一屏蔽部碗口朝向脉冲源侧，所述第二屏蔽部的碗口朝向真空侧。

进一步的，所述第一支撑部和所述第二支撑部上均设有用于降低场强的均压环，所述均压环设置在靠近所述绝缘子一侧的三相点处，所述均压环套设在所述支撑环外壁上。

进一步的，所述均压环在靠近所述绝缘子一侧的两个直角均倒圆角。

进一步的，所述阳极外筒为无磁不锈钢阳极外筒，所述阴极为无磁不锈钢阴极，所述脉冲源侧屏蔽环为无磁不锈钢脉冲源侧屏蔽环，所述真空侧屏蔽环为无磁不锈钢真空侧屏蔽环，所述绝缘子为1010增强尼龙绝缘子。

有益效果：

本实用新型的真空高压脉冲绝缘二极管能够有效匀化绝缘子附近电场分布并降低三相点电场强度，最终得到较高的绝缘梯度，进而大幅缩小真空二极管的横向尺寸，提高系统的轻小型化水平，该真空高压脉冲绝缘二极管能很好地应用于结构紧凑的脉冲功率和高功率微波源系统的真空高压脉冲二极管之中。