專利名稱：三極等離子觸發(fā)開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于高電壓電器，涉及一種在大功率大容量脈沖放電回路中使用的三極觸發(fā)開關(guān)的改進(jìn)。
三極觸發(fā)開關(guān)又稱為觸發(fā)器，在高電壓技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)廣泛應(yīng)用，特別是在實(shí)驗(yàn)室或工作環(huán)境較好并且相對(duì)穩(wěn)定條件下使用的觸發(fā)開關(guān)已經(jīng)趨于完善，不僅可以單個(gè)獨(dú)立工作，而且可以在大容量脈沖回路中，多個(gè)觸發(fā)開關(guān)同步工作。


圖1是一種典型的三極觸發(fā)開關(guān)，呈T字形的上主電極1與下主電極2同軸線相對(duì)布置，二者的極面7和8平行相對(duì)形成主間隙，下主電極2的中心有通孔，該通孔中裝有絕緣套管4，絕緣套管4的頂端伸出下主電極中心孔之外，(一般高出下主電極的極面1-2毫米)，觸發(fā)極3裝在絕緣套管4中，且其頂端縮進(jìn)絕緣套管內(nèi)一小距離(一般為2-3毫米)；觸發(fā)極3的直徑比絕緣套管4的內(nèi)孔直徑小，故觸發(fā)極伸出下主電極極面的高度可以自由調(diào)整；上主電極1和下主電極2的主體被外罩5罩住，下主電極2和觸發(fā)極3之間連接有觸發(fā)回路6。當(dāng)觸發(fā)同路6工作時(shí)，在觸發(fā)極頂端和下主電極之間，跳過絕緣套管產(chǎn)生電弧，使上下主電極間的電場(chǎng)變化，從而使觸發(fā)開關(guān)主間隙擊穿導(dǎo)通。
然而，已有技術(shù)的三極觸發(fā)開關(guān)在石油、煤炭和地質(zhì)工程物理勘探等野外工作時(shí)，在江河湖海惡劣工作環(huán)境中，可靠性卻大大降低，經(jīng)常出現(xiàn)自觸發(fā)或失燃現(xiàn)象。例如要求觸發(fā)開關(guān)在二十四小時(shí)內(nèi)連續(xù)工作，清晨因野外大霧，觸發(fā)開關(guān)在正常主間隙下就要自觸發(fā)，必須把開關(guān)的主間隙調(diào)大，而到太陽出來后，氣溫升高濕度減小，觸發(fā)開關(guān)適應(yīng)大霧的大主間隙又不能觸發(fā)(失燃)了，這時(shí)又需要重新調(diào)整開關(guān)間隙。如此，工作的連續(xù)性必然受到影響。
本實(shí)用新型的目的是提供一種新的觸發(fā)原理和結(jié)構(gòu)的三極觸發(fā)開關(guān)，它克服了現(xiàn)有技術(shù)三極觸發(fā)開關(guān)的缺點(diǎn)，提高了可靠性。
本實(shí)用新型三極等離子觸發(fā)開關(guān)的工作原理是新穎的，而其結(jié)構(gòu)是現(xiàn)有技術(shù)三極觸發(fā)開關(guān)的改進(jìn)。其結(jié)構(gòu)是這樣的呈T字形的上主電極與下主電極同軸相對(duì)，互相平行的極面間形成主間隙，下主電極中心有通孔，通孔中裝絕緣套管，絕緣套管內(nèi)裝觸發(fā)極，上主電極和下主電極的主體連同主間隙被外罩罩住，下主電極與觸發(fā)極之間連接有觸發(fā)回路；三極等離子觸發(fā)開關(guān)的特點(diǎn)是，其觸發(fā)極深藏于下主電極的中心孔和絕緣套管中，具體地說，即下主電極中心孔內(nèi)的絕緣套管的頂端縮進(jìn)下主電極的中心孔內(nèi)，絕緣套管頂端與下主電極極面問有一距離C1；相對(duì)于現(xiàn)有三極觸發(fā)開關(guān)而言，絕緣套管內(nèi)的觸發(fā)極的頂端縮進(jìn)絕緣套管口內(nèi)一較大距離C2(達(dá)5毫米以上)；觸發(fā)極與絕緣套管的下端之間為密封結(jié)構(gòu)，或者是觸發(fā)極與絕緣套管間為緊密配合；下主電極極面以下的中心孔空間，和觸發(fā)極頂端以上的絕緣套管內(nèi)的空間形成狹長(zhǎng)的等離子束流區(qū)。
本實(shí)用新型三極等離子觸發(fā)開關(guān)的工作原理與已有技術(shù)三極觸發(fā)開關(guān)是完全不同的，簡(jiǎn)單地說，三極等離子觸發(fā)開關(guān)是利用等離子束流觸發(fā)，使主電極間隙被擊穿而導(dǎo)通主回路。當(dāng)觸發(fā)回路工作時(shí)，在觸發(fā)極頂端和下主電極之間形成電弧放電，這一電弧在絕緣套管內(nèi)，所以基本不影響主電極之間的電場(chǎng)；但是，該電弧形成的等離于體充滿下主電極中心孔和絕緣套管內(nèi)細(xì)長(zhǎng)的空間內(nèi)，由于高溫高壓作用，等離子體從絕緣套管中高速噴出形成等離子束流(呈蘭紅色，肉眼可以看見)，等離子束流射向上主電極，使上下主電極之間的主間隙被擊穿而導(dǎo)通。
三極等離子觸發(fā)開關(guān)在野外工作環(huán)境下，解決了自觸發(fā)和不觸發(fā)(失燃)的難題，提高了可靠性；在觸發(fā)回路參數(shù)相同的情況下，擴(kuò)大了觸發(fā)開關(guān)的適應(yīng)范同。從理論上來說，等離子束流直接射到上主電極上，本觸發(fā)開關(guān)應(yīng)該是接近百分之百的觸發(fā)導(dǎo)通，而實(shí)際上，由于主回路中還有工作間隙，所以本實(shí)用新型三極等離子觸發(fā)開關(guān)觸發(fā)導(dǎo)通率達(dá)70％，并且不會(huì)失燃。而一般三極觸發(fā)開關(guān)的觸發(fā)導(dǎo)通率低于60％。
圖1是典型的現(xiàn)有技術(shù)三極觸發(fā)開關(guān)示意圖圖2為三極等離子觸發(fā)開關(guān)示意圖圖3為三極等離子觸發(fā)開關(guān)局部結(jié)構(gòu)示意圖
以下結(jié)合附圖的圖2及圖3詳細(xì)說明本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。如附圖所示，三極等離子觸發(fā)開關(guān)由大體呈T字形的上主電極10和下主電極20同軸相對(duì)布置，它們的極面70和80互相平行形成主間隙，主間隙連同上下主電極主體用外罩50罩住，下主電極20的中心是一通孔，絕緣套管40裝在所說的下主電極中心的通孔中，絕緣套管40中安裝觸發(fā)極30；絕緣套管40的頂端縮進(jìn)下主電極20的中心孔內(nèi)，下主電極極面至絕緣套管頂面的距離為C1，絕緣套管內(nèi)的觸發(fā)極30的頂端自絕緣套管口縮進(jìn)深度為C2，觸發(fā)極30與絕緣套管40間緊密無間隙配合，或者其下端用密封膠密封，下主電極20與觸發(fā)極30之間連接有觸發(fā)回路60。觸發(fā)極40的直徑為d。
本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例所選用的參數(shù)如下觸發(fā)極直徑d＝1毫米，絕緣套管縮進(jìn)下主電極中心孔內(nèi)的深度C1＝1毫米，觸發(fā)極頂端縮進(jìn)絕緣套管口內(nèi)的深度C2＝8毫米，觸發(fā)回路的觸發(fā)電壓為15千伏，觸發(fā)能量約9焦耳。
還要說明的是，本實(shí)用新型三極等離子觸發(fā)開關(guān)與現(xiàn)有技術(shù)的三極觸發(fā)開關(guān)一樣，在正置、倒置或側(cè)置任何安裝條件下，都能正常工作。
權(quán)利要求1.一種三極等離子觸發(fā)開關(guān)，呈T字形的上主電極與下主電極同軸相對(duì)，互相平行的極面間形成主間隙，下主電極中心有通孔，通孔中裝絕緣套管，絕緣套管內(nèi)裝觸發(fā)極；上主電極和下主電極的主體連同極面間的主間隙被外罩罩住，下主電極與觸發(fā)極之間連接有觸發(fā)回路，其特征是下主電極中心孔內(nèi)的絕緣套管的頂端縮進(jìn)下主電極的中心孔內(nèi)，其距離為C1，絕緣套管內(nèi)的觸發(fā)極的頂端縮進(jìn)絕緣套管口內(nèi)一較大距離C2。
2.如權(quán)利要求1所述的三極等離子觸發(fā)開關(guān)，其特征是觸發(fā)極與絕緣套管的下端之間為密封結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的三極等離子觸發(fā)開關(guān)，其特征是觸發(fā)極與絕緣套管間為緊密配合。
專利摘要三極等離子觸發(fā)開關(guān)是對(duì)現(xiàn)有三極觸發(fā)開關(guān)的實(shí)質(zhì)性改進(jìn),由主電極、絕緣套管、觸發(fā)極、外罩、觸發(fā)回路組成,其特點(diǎn)是下主電極中心孔內(nèi)的絕緣套管縮進(jìn)中心孔內(nèi),絕緣套管中的觸發(fā)極縮進(jìn)絕緣套管內(nèi)較大距離,觸發(fā)極和絕緣套管間緊密配合或?qū)⑵湎露嗣芊?。工作時(shí),下主電極和套管內(nèi)產(chǎn)生等離子束流射向上主電極,使主間隔擊穿而導(dǎo)通主回路。本觸發(fā)開關(guān)用于野外工作時(shí)可靠性提高,自觸發(fā)或失燃減少,有效觸發(fā)導(dǎo)通率達(dá)70%。
文檔編號(hào)H01H36/00GK2280992SQ96249149
公開日1998年5月6日 申請(qǐng)日期1996年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月17日
發(fā)明者秦增衍, 孫鷂鴻, 陳忠亞, 劉志民, 左公寧, 姚儒彬, 趙濱, 張冬春 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電工研究所