[发明专利]一种耦合型多棒-平板电极电晕稳定开关及其工作方法

说明书

本发明属于电晕稳定开关技术领域，公开了一种耦合型多棒‑平板电极电晕稳定开关，包括开关腔体、腔体下盖、棒电极固定盘和平板地电极；棒电极固定盘设置在开关腔体的顶部，棒电极固定盘下表面设有多个高压棒状高压电极，平板地电极设置在腔体下盖的内壁，棒电极固定盘和平板地电极相对设置；在开关腔体的侧壁上开有气孔。还公开了其工作方法，建立击穿过程中多个棒电极电晕放电活动的耦合关联，作用效果相当于在棒电极群前方空间更大范围内产生电晕层及稳定化效应，大范围稳定电晕层的作用相当于增大了高压电极的曲率半径，削弱了空间电场分布的不均匀程度，使得开关重复频率击穿过程中击穿电压远高于电晕起始电压，电晕稳定化效应得以增强。

技术领域

本发明属于电晕稳定开关技术领域，特别涉及一种耦合型多棒-平板电极电晕稳定开关及其工作方法。

背景技术

电晕稳定开关是利用强电负性气体SF₆中，极不均匀电场间隙击穿过程中的电晕放电活动，将高压电极周围区域(电晕层)的空间电场强度钳制在电晕起始场强水平，同时在电晕层和平板电极之间产生一个低场强区域。低场强区域的电场强度发展到足以引发间隙击穿的水平仍然需要一定的时间，这一发展过程延长了放电间隙中气体介质强度的恢复时间，迟滞了开关在其绝缘强度尚未充分恢复前的过早击穿，从而改善开关重复频率击穿过程中的绝缘恢复性能，提升开关的重复工作频率上限。

现有的电晕稳定开关通常采用单针-平板这一典型电极结构配置以获得电极间隙中的极不均匀空间电场分布，进而获得击穿的电晕稳定化效果。单针-平板电极开关在高重复频率工况下长时间运行存在针状高压电极电晕放电活动范围小，电晕稳定化作用弱的缺点，对改善开关重复工作频率上限的效果非常有限。此外，由于高压针电极放电端部通常采用极高曲率的结构设计，使得其在重复频率工作过程中击穿位置过度集中，高压针电极烧蚀严重，开关寿命较短，严重制约了开关在长期连续工作场合中的应用。

综上，现有的电晕稳定开关技术方案未从电晕放电耦合的角度探索多棒结构对于增强电晕稳定化效应以及改善开关重复频率工作过程中绝缘恢复性能的作用和意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耦合型多棒-平板电极电晕稳定开关及其工作方法，解决了现有的单针-平板电晕稳定开关重复频率工作过程中电晕稳定化作用较弱以及烧蚀严重的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种耦合型多棒-平板电极电晕稳定开关，包括开关腔体、腔体下盖、棒电极固定盘和平板地电极；

腔体下盖盖设在开关腔体下部，形成中空的密封腔体；棒电极固定盘设置在开关腔体的顶部，棒电极固定盘下表面装设多个棒状高压电极，平板地电极设置在腔体下盖的内壁，棒电极固定盘和平板地电极相对设置；

在开关腔体的侧壁上开有用于充入或排放工作气体的气孔，气孔内装有密封装置。

进一步，开关腔体为中空的圆筒，腔体下盖为圆盘。

进一步，开关腔体和腔体下盖为透明有机玻璃材质，棒状高压电极、棒电极固定盘和平板地电极为黄铜材质。

进一步，在开关腔体顶壁上加工有用于固定安装棒电极固定盘的凹槽，凹槽中心位置处加工有圆形通孔；在腔体下盖上加工有用于固定平板地电极的凹槽，凹槽中心位置处加工有圆形通孔。

进一步，棒电极固定盘的下表面加工有若干个用于固定安装棒状高压电极的螺纹孔。

进一步，螺纹孔总数量为个，包括一个中心螺纹孔及分层排列在中心螺纹孔外围N个正六边形上的个螺纹孔，N为总层数；

第n(n＝1，2，……N)层的螺纹孔数量为6×n，螺纹孔均匀布设在正六边形的边线上。