[发明专利]用于高压脉冲电源的多电极旋转火花隙开关

摘要

本发明是一种用于高压脉冲电源的多电极旋转火花隙开关，属于脉冲功率技术领域。该开关包括定子(8)、转子(7)、转子针电极(9)、定子针电极(10)、驱动电机(1)。在定子(8)和转子(7)上分别安装2N层针电极，在定子(8)上每层均匀安装M个定子针电极(10)并用导线相连保持同一电位；在转子(7)上每层安装一个转子针电极(9)，相邻两层的两个转子针电极相差180°机械角度，并用导线直接相连保持同一电位，电机带动转子旋转到转子针电极和定子针电极相对时开关导通。该开关具有开断电压、开断功率和重复工作频率高，开断速度快＜10ns，绝缘结构简单，工作寿命长、维修方便、成本低等优点。

主权项

1.用于高压脉冲电源的多电极旋转火花隙开关，该开关包括相对设置的针电极，其特征是，该开关包括：定子(8)、转子(7)、转子针电极(9)、定子针电极(10)、驱动电机(1)、轴(13)、轴承(4)、连轴器(3)、连轴器套筒(2)、上端盖(6)、下端盖(12)；在定子(8)和转子(7)上，分别通过螺纹连接安装2N层定子针电极(10)和转子针电极(9)，1≤N≤h/d，h为定子高度，单位mm，d为定子上下两层针电极之间的绝缘距离，为保证开关的可靠工作，d应满足$d\ge \frac{U\left(\mathrm{kV}\right)}{30}\times 40\left(\mathrm{mm}\right),其中U(kV)为开关工作电压；在定子(8)上，每层均匀安装M个定子针电极(10)，$ M=\frac{2\mathrm{\pi R}}{0.01},R为定子内半径，相邻电极之间距离大于1cm，并用导线相连保持同一电位，各层电极配置完全相同；在转子(7)上，每层安装一个转子针电极(9)，相邻两层的两个转子针电极相差180机械角度，并用导线直接相连保持同一电位，各层电极竖直位置与定子各层电极的竖直位置相同；安装在定子(8)上第一层、第二层的定子针电极(10)和安装在转子(7)上第一层、第二层的转子针电极(9)组成一个开关；安装在定子(8)上第三层、第四层的定子针电极(10)和安装在转子(7)上第三层、第四层转子针电极(9)组成一个开关，\dots \dots ，安装在定子(8)上的第2N-1、第2N层的定子针电极(10)和安装在转子(7)的第2N-1与第2N层转子针电极(9)组成一个开关，共组成N个开关；定子(8)固定在上端盖(6)和下端盖(12)间；转子(7)置于转子轴(13)的轴肩上用键(11)和转子固定螺母(5)与轴连接；转子轴(13)与驱动电机(1)的轴用联轴器(3)连接；转子轴(13)通过轴承(4)固定在上端盖(6)和下端盖(12)上，以确保转子和定子的同轴度；转子(7)在驱动电机(1)的带动下旋转，当转子针电极(9)与定子针电极(10)接近正对，并且二者之间的电压大于间隙击穿电压时，火花间隙放电，开关导通；当转子针电极远离定子针电极使其二者之间的电压小于间隙击穿电压时，开关关断；随驱动电机的旋转，该火花隙开关重复工作。$$