CN102324702A - 电晕均压装置及引入该装置的多间隙串联气体火花开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电晕均压装置，同时还涉及一种引入该装置的多间隙串联气体火花开关。该电晕均压装置包括中间电极(1)、电晕针支撑(2)、电晕针(3)，中间电极(1)中心装有电晕针支撑(2)，电晕针(3)安装在电晕针支撑杆(2)上。多间隙串联气体火花开关，包括正极性高压电极(4)、触发引入接口(5)、绝缘气体引入接口(6)、开关绝缘子(7)、负极性高压电极(8)、均压装置，该均压装置为以上所述的电晕均压装置，负极性高压电极(8)中心也安装电晕针(3)。该电晕均压装置也可用于其他类似高电压需要均压而均压电阻或均压环不容易引入的设备。该装置具有体积小、结构简单、安全可靠、使用寿命长的优点。

Description

电晕均压装置及引入该装置的多间隙串联气体火花开关

技术领域

本发明涉及一种电晕均压装置，同时还涉及一种引入该装置的多间隙串联气体火花开关。

背景技术

气体火花开关是脉冲功率装置的关键器件之一，气体火花间隙开关根据不同的应用场合和使用要求，已经形成多种结构以适应于各种特殊应用场合。近几年为了满足快放电直线型变压器驱动源(简称FLTD)的需要，研制了一种多中间电极的多间隙串联气体火花开关，这种开关中的每个间隙距离相等，电场分布大致相同，在开关直流耐压过程中，各个间隙电压均匀分布，期望在某一气体压力下获得更高的自击穿电压，以降低开关在触发工作状态时的自击穿概率。

多间隙串联开关中每个间隙之间的均压对开关的稳定性，特别是大量使用时的稳定性具有很大的影响，早期的多间隙串联开关中间电极采用外接电阻均压或者开关绝缘子内涂高电阻率的导电涂层进行均压。外接电阻均压会大大增加开关的体积和复杂性，不能满足FLTD的大量使用和维护；开关绝缘子内涂高电阻率的导电涂层其电阻率会受到开关绝缘气体的种类、湿度以及开关使用温度的影响，长时间使用后会导致导电涂层损坏不能起到均压的效果。国内近年来也对多间隙串联开关进行了深入的研究，但对中间电极的均压问题还没看到有相关研究的报道。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种体积小、结构简单、安全可靠、使用寿命长的电晕均压装置。并且提供一种引入该电晕均压装置的多间隙串联气体火花开关。

本发明的技术方案为：

一种电晕均压装置，包括中间电极1、电晕针支撑2、电晕针3，中间电极1中心装有电晕针支撑2，电晕针3安装在电晕针支撑杆2上。

进一步优选，所述的电晕针支撑2为棒状支撑杆。

进一步优选，所述电晕均压针长度的选取需要根据工作电压以及工作介质实验获取。

一种电晕均压的多间隙串联气体火花开关，包括正极性高压电极4、触发引入接口5、绝缘气体引入接口6、开关绝缘子7、负极性高压电极8、均压装置，该均压装置为以上所述的电晕均压装置，负极性高压电极8中心也安装电晕针3。

进一步优选，在所述的开关绝缘子7上设有锚式支撑。

进一步优选，所述的开关包括多个间隙串联。

在本发明的一个实施例中，所述的开关包括5个中间电极即六个间隙串联。

进一步优选，所述的开关内充干燥压缩空气。

在工作过程中，所述的开关直流充电时，充电到70～80kV时所述的电晕针2的针尖开始产生电晕放电。

进一步，所述的开关在工作电压下电晕电流为40～50μA。

本发明设计了一种电极间的针状电晕放电达到均压效果的装置。本发明的设计思想是在由于电场的作用，在针尖部分电场局部增强，产生尖端电晕放电，在电极间产生微安量级的电晕放电电流，电极间间隙阻抗约为百兆欧姆到吉欧姆，达到间隙电极间均压的目的。在开关触发时，由于电极间主间隙电场的畸变，使得主间隙场强远远大于电晕针之间场强，因此开关主放电电流不会通过电晕针，而是通过主间隙放电。电晕均压针长度的选取需要根据工作电压以及工作介质实验获取。由此可见，本发明中的电晕均压装置和多间隙串联气体火花开关两个保护的主题具有相同的特定技术特征，符合单一性的要求可以合案申请。

本发明的有益效果：

(1)本发明通过采用结构紧凑的电晕针放电方法，实现电极间动态均压，体积小，结构简单；

(2)本发明通过采用造价低廉电晕针进行中间电极的均压，成本低，安全可靠；

(3)本发明的装置不易受外界因素影响，使用寿命长。

该装置也可用于其他类似需要均压而均压电阻或均压环不容易引入的高电压设备。

附图说明

图1为本发明电晕均压装置的结构剖面结构图。

图2为本发明多间隙串联气体火花开关的剖面结构图。

具体实施方式

下面结合附图和本发明实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。

在西北核技术研究所为快放电直线型变压器驱动源(简称FLTD)一级模块研制的锚式多间隙串联开关中，使用本发明设计的带有电晕均压针的多间隙串联开关，图1为本发明的电晕针在中间电极上结构剖面结构图。电晕均压装置，包括中间电极1、电晕针支撑2、电晕针3，中间电极1中心装有电晕针支撑2，电晕针3安装在电晕针支撑杆2上。所述的电晕针支撑2为棒状支撑杆。电晕均压针长度的选取需要根据工作电压以及工作介质实验获取。

图2为本发明多间隙串联气体火花开关的剖面结构图。多间隙串联气体火花开关，包括正极性高压电极4、触发引入接口5、绝缘气体引入接口6、开关绝缘子7、负极性高压电极8、均压装置，该均压装置为以上所述的电晕均压装置，负极性高压电极8中心也安装电晕针3。在所述的开关绝缘子7上设有锚式支撑。所述的开关包括六个间隙串联，还包括5个中间电极。工作时，开关内充干燥压缩空气。开关直流充电时，充电到70～80kV时电晕针尖开始产生电晕放电，随着电压升高，开关电晕电流增大，在工作电压下电晕电流为40～50μA，能够满足电极间均压的要求，又不会使得电晕电流过大，影响开关其他性能。相反，由于电晕电流的存在，提高了开关在高工作系数(工作电压与自击穿电压之比)下的可靠性和稳定性。实验表明，增加电晕均压针不会显著降低开关的自击穿电压，但使自击穿电压的稳定性有了很大提高，可以有效改善开关的稳定性和可靠性。

本发明的实施例不限于此，该电晕均压装置也可用于其他类似高电压需要均压而均压电阻或均压环不容易引入的设备。

Claims (3)

1.一种电晕均压装置，其特征在于，包括中间电极(1)、电晕针支撑(2)、电晕针(3)，中间电极(1)中心装有电晕针支撑(2)，电晕针(3)安装在电晕针支撑杆(2)上。

2.一种电晕均压的多间隙串联气体火花开关，包括正极性高压电极(4)、触发引入接口(5)、绝缘气体引入接口(6)、开关绝缘子(7)、负极性高压电极(8)、均压装置，其特征在于，该均压装置为权利要求1所述的电晕均压装置，负极性高压电极(8)中心安装电晕针(3)。

3.根据权利要求2所述电晕均压的多间隙串联气体火花开关，其特征在于，所述的开关包括多个间隙串联。

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