CN114429883B - 一种兆伏级水开关及其安装、更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开关，具体涉及一种兆伏级水开关及其安装、更换方法，解决现有脉冲功率装置中兆伏级水开关安装维护复杂、成本高且电极易松动的技术问题；兆伏级水开关包括水线外筒、水线内筒、一对电极、电极安装组件、盖板组件及开关维护窗口；水线外筒和水线内筒之间设置有绝缘液体；阳极侧内筒和阴极侧内筒相对的一端分别安装有电极安装组件；电极安装组件与盖板组件相配合；一对电极沿水平轴线相对设于电极安装组件上；开关维护窗口设置在与一对电极对应的水线外筒上，且与外部连通；本发明还提出该兆伏级水开关的安装方法及更换方法，实现水开关在水介质传输线内安装与维护，提高水开关寿命，降低成本，进而使脉冲功率装置运行效率大幅提高。

Description

一种兆伏级水开关及其安装、更换方法

技术领域

本发明涉及一种开关，具体涉及一种兆伏级水开关及其安装、更换方法。

背景技术

通常大型脉冲功率装置包括三部分：初级储能单元、脉冲压缩单元和能量转换单元。其中脉冲压缩单元的作用是将初级储能单元输出的电脉冲在时间尺度上进行压缩(从微秒量级压缩至数十纳秒)，获得功率提升，再经能量转换单元产生极端条件的电磁环境或辐射环境，因此在核辐射环境模拟、惯性约束聚变、等熵压缩、高功率粒子束以及定向能武器等研究领域中起着重要的技术支撑作用。

在脉冲压缩单元中，单传输线成形方波是应用最普遍的技术路线，其中会使用多种功能的兆伏级(MV级)开关，例如：形成开关与脉冲形成线配合可以产生近似方波的高电压脉冲，提高峰值功率；峰化开关可以改善波形品质，使方波电脉冲的前沿更陡；MV级开关多采用去离子水或各种气体作为绝缘介质。水介质开关(简称水开关)具有独特的优势：(1)脉冲压缩单元通常整体采用去离子水来绝缘，如果开关也使用去离子水，则不需要“水-气”隔板，结构简单，易于设计；(2)“水-气”隔板的沿面是高电压绝缘中最薄弱的环节，不使用“水-气”隔板，可大幅提高装置的绝缘可靠性；(3)在脉冲条件下，去离子水的绝缘强度高(约20kV/mm)，所以水开关的间距小，放电通道的电感小，加之没有“水-气”隔板带来的结构电感，所以水开关总体电感低，有利于获得质量更好的电压波形；(4)去离子水击穿时放电产物少，对开关性能影响小，而油介质开关放电后变压器油会因放电碳化，气体开关放电后电极烧蚀产物会沉积在绝缘隔板表面，二者均会明显影响开关性能与寿命。

MV级水开关通常安装在脉冲功率装置的水介质传输线(简称水线)内。如“强光一号”加速器的2.4MV主开关，由张国伟等人发表在2010年《强激光与粒子束》第22卷第3期574-578页，强光一号水开关击穿性能，为单个“球-板”结构的水开关，水开关阴、阳电极分别连接在中储内筒和形成线内筒上。而“聚龙一号”加速器的4MV形成开关，由计策等人发表在2016年《强激光与粒子束》第28卷第1期015021，“聚龙一号”装置同步性实验研究中，采用12个“球-板”结构的小型水开关并联构成，水开关阴、阳电极分别连接在形成线内筒和三板传输线内筒上。MV级水开关的导通电流通常在十万安培以上，甚至高达数百万安培。放电电流会造成MV级水开关的电极严重烧蚀，因此MV级水开关寿命通常只有数百次，并且通流越大，寿命越低；需要定期对MV级水开关进行维护更新。

现有水开关在安装、维护或是调整工作电压时，需要先把数以吨计的去离子水排掉，再把大型脉冲功率装置的水线拆开后才能实施。由于大型脉冲功率装置的结构复杂，体积庞大，拆卸与安装均需要花费大量人力物力，耗时动辄数天，大大降低了大型脉冲功率装置的工作效率。此外部分水开关采用螺纹方式将水开关电极拧紧在水线内筒上，再配合螺母锁紧，如“剑光一号”加速器中的2.8MV形成开关，由尹佳辉等人发表在2009年《强激光与粒子束》第21卷第1期147-151页，感应电压叠加器中水介质开关脉冲自击穿特性；由于液体中放电会产生强冲击波，即电水锤效应，瞬间压强达10⁸～10¹⁰Pa。水开关多次放电后，其电极容易松动，造成开关性能不稳定的问题。

综上所述，现有的水开关在安装、维护或是调整工作电压时，需要先把数以吨计的去离子水排掉，大大降低了大型脉冲功率装置的工作效率，维护复杂且成本高；MV级水开关寿命通常只有数百次，并且通流越大，寿命越低，因此需要定期更换电极；水开关多次放电后，其电极容易松动，易造成性能不稳定。

发明内容

本发明的目的是解决现有脉冲功率装置中兆伏级水开关安装维护复杂、成本高且电极易松动的技术问题，而提供一种兆伏级水开关及其安装、更换方法，实现水开关可在水介质传输线内安装与维护，提高水开关寿命，降低成本，进而使脉冲功率装置的运行效率大幅提高。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种兆伏级水开关，包括水线外筒和水线内筒，其特殊之处在于：还包括一对电极、电极安装组件、盖板组件及开关维护窗口；

上述一对电极包括开关阳极和开关阴极；

上述水线内筒包括阳极侧内筒和阴极侧内筒，阳极侧内筒和阴极侧内筒相对同轴设置在水线外筒内部两侧；

上述水线外筒和水线内筒之间设置有绝缘液体；

上述阳极侧内筒和阴极侧内筒相对的一端分别安装有电极安装组件；开关阳极和开关阴极分别设置在阳极侧内筒和阴极侧内筒的电极安装组件上；

上述盖板组件为两个，分别与阳极侧内筒和阴极侧内筒的电极安装组件相配合；

上述电极的一端安装在对应电极安装组件与盖板组件之间，且与电极安装组件紧配合，另一端位于绝缘液体中；

上述开关维护窗口设置在水线外筒的上端与开关阳极和开关阴极对应的位置。

进一步地，所述开关阳极和开关阴极的一端均设有定位凹槽；

电极安装组件与盖板组件均为半圆柱结构，且电极安装组件与盖板组件相连形成与水线内筒外径相同的圆柱体结构；

电极安装组件的半圆柱切面沿轴向设有限位凹槽；开关阳极或开关阴极的一端分别设置在对应电极安装组件的限位凹槽内，且电极的定位凹槽开口朝向对应限位凹槽的槽口；

盖板组件的切面沿轴向设有与限位凹槽宽度相匹配的限位凸台，且限位凸台与对应电极的定位凹槽的深度相匹配；盖板组件的限位凸台伸入开关阳极或开关阴极的定位凹槽内，将电极压紧在对应的限位凹糟内，防止电极沿水平方向和垂直方向移动；

阳极侧内筒和阴极侧内筒的电极安装组件限位凹槽的开口均朝向开关维护窗口。

进一步地，还包括多个塞打螺栓、固定螺栓和垫圈；

开关阳极或开关阴极上与对应电极安装组件连接位置均设有多个第一台阶通孔；盖板组件上与对应电极安装组件连接位置设有多个第二台阶通孔；

电极安装组件上设置有与第一台阶通孔对应的多个第一螺纹盲孔，塞打螺栓依次穿过垫圈、开关阳极或开关阴极上的第一台阶通孔与对应电极安装组件上的第一螺纹盲孔连接，将电极与对应的电极安装组件固定；

电极安装组件上设置有与第二台阶通孔对应的多个第二螺纹盲孔，固定螺栓依次穿过垫圈、盖板组件上的第二台阶通孔与对应电极安装组件上的第二螺纹盲孔连接，将盖板组件与对应的电极安装组件固定；

第一台阶通孔和第二台阶通孔的大端均朝向开关维护窗口。

进一步地，所述绝缘液体为低电导率去离子水。

进一步地，所述阳极侧内筒与阳极安装座一体制成；

阴极侧内筒与阴极安装座一体制成。

同时，本发明还提供一种上述兆伏级水开关的安装方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1：一体制成阳极侧内筒与对应电极安装组件，一体制成阴极侧内筒与对应电极安装组件；

步骤2：在阳极侧内筒和阴极侧内筒对应的电极安装组件上分别安装开关阳极、开关阴极；

步骤3：在阳极侧内筒和阴极侧内筒对应的电极安装组件上安装对应的盖板组件；

步骤4：使开关阳极和开关阴极相对，分别将阳极侧内筒与阴极侧内筒同轴安装在水线外筒内部两端。

进一步地，步骤2具体为：

2.1)将开关阳极、开关阴极分别安装在对应阳极侧内筒和阴极侧内筒的电极安装组件的限位凹槽结构中；

2.2)利用塞打螺栓将开关阳极、开关阴极与对应电极安装组件固定连接。

进一步地，步骤3具体为：

3.1)将盖板组件的限位凸台分别与开关阳极、开关阴极的定位凹槽相配合限位；

3.2)通过固定螺栓连接盖板组件与对应电极安装组件。

另外，本发明提供一种上述兆伏级水开关的更换方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1：通过开关维护窗口拆卸盖板组件；

步骤2：更换安装在电极安装组件内的开关阳极或开关阴极；

步骤3：利用塞打螺栓将更换后的开关阳极或开关阴极与对应电极安装组件固定连接；

步骤4：通过固定螺栓连接盖板组件与对应电极安装组件，完成电极更换。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

1、本发明一种兆伏级水开关及安装方法，可以在不排掉去离子水、不拆卸脉冲功率装置的条件下进行兆伏级水开关的安装与维护，同时也方便日常检查兆伏级水开关的一对电极是否发生松动。

2、本发明一种兆伏级水开关及安装方法，如果电极严重烧蚀，使兆水开关性能下降，只需更换水开关一对电极，而水开关的电极安装组件与盖板组件均可继续使用，降低了脉冲功率装置的水线维护成本。

3、本发明一种兆伏级水开关及安装方法，其使用塞打螺栓和固定螺栓的安装方向与水开关放电时的受力方向垂直，且所有塞打螺栓和固定螺栓均配合有防松动垫圈，使水开关的一对电极不会受放电时的强冲击影响而松动。

4、本发明一种兆伏级水开关及更换方法，使水开关工作稳定，防止水开关的一对电极在放电冲击作用下发生松动，并且水开关可在不排掉去离子水、不拆卸脉冲功率装置的条件下更换与维护，极大提高了水开关的寿命，进而使脉冲功率装置的运行效率大幅提高。

附图说明

图1为本发明一种兆伏级水开关的结构示意图；

图2为本发明一种兆伏级水开关中阴极侧内筒立体结构示意图；

图3是本发明一种兆伏级水开关的开关阴极结构示意图；

图4是本发明一种兆伏级水开关的盖板组件结构示意图；

图5是本发明一种兆伏级水开关中，盖板组件、开关阴极与阴极安装座的安装示意图；

图6是本发明一种兆伏级水开关中，用塞打螺栓和固定螺栓安装盖板组件、电极与电极安装座的示意图。

图中附图标记为：

1-低电导率去离子水，2-阳极安装座，3-阴极安装座，4-开关阳极，5-开关阴极，6-盖板组件，7-水线外筒，8-开关维护窗口，9-固定螺栓，10-塞打螺栓，11-阳极侧内筒，12-阴极侧内筒。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种兆伏级水开关，包括水线外筒7、水线内筒、一对电极、电极安装组件、盖板组件6及开关维护窗口8。

一对电极包括一端结构相同的开关阳极4和开关阴极5；

水线内筒包括阳极侧内筒11和阴极侧内筒12，阳极侧内筒11和阴极侧内筒12均为悬臂式结构，其中电极安装组件分别安装在远离悬臂支撑点一端的阳极侧内筒11和阴极侧内筒12的端部；开关阳极4和开关阴极5分别设置在阳极侧内筒11和阴极侧内筒12的电极安装组件上，阳极侧内筒11和阴极侧内筒12相对同轴设置在水线外筒7内部两侧；水线外筒7和水线内筒之间设置有绝缘液体；

电极安装组件包括结构相同的阳极安装座2和阴极安装座3，开关阳极4和开关阴极5沿水平轴线相对设置于对应的阳极安装座2和阴极安装座3上；

阳极安装座2和阴极安装座3均设置为凹形结构；阳极安装座2设置于远离悬臂支撑点一端的阳极侧内筒11的端部，开关阳极4设置于阳极安装座2的凹槽中；阴极安装座3设置于与阳极侧内筒11相对的阴极侧内筒12端部，开关阴极5设置于阴极安装座3的凹槽中；

如图3-图6所示，每个电极一端分别安装在阳极安装座2、阴极安装座3与盖板组件6之间，且阳极安装座2、阴极安装座3和对应的开关阳极4、开关阴极5分别为紧配合；开关阳极4、开关阴极5的另一端在绝缘液体中；

如图4所示，盖板组件6为两个，分别设置为凸形结构；盖板组件6分别安装于阳极安装座2和阴极安装座3上，并与阳极安装座2和阴极安装座3凹凸配合。

盖板组件6的中间设置有台阶结构；开关阳极4和开关阴极5的一端分别设置有与盖板组件6相配合的限位台阶，盖板组件6嵌入开关阳极4和开关阴极5一端的限位台阶与电极安装组件中，防止开关阳极4和开关阴极5沿水平方向和垂直方向分别左右、上下移动。

电极安装组件上设置有多个盲孔，塞打螺栓10配合垫圈通过开关阳极4和开关阴极5上的通孔与对应阳极安装座2、阴极安装座3上的盲孔，将开关阳极4和开关阴极5分别与对应的阳极安装座2、阴极安装座3固定。

固定螺栓9配合垫圈通过盖板组件6上的通孔与对应阳极安装座2、阴极安装座3上的盲孔，将盖板组件6与对应的阳极安装座2、阴极安装座3固定。

开关阳极4和开关阴极5分别安装在电极安装组件中后，再将盖板组件6用固定螺栓9安装在电极安装组件上。开关阳极4、开关阴极5分别与盖板组件6的配合处采用阶梯状的限位结构，可以进一步防止开关电极沿水平轴线方向运动；盖板组件6安装好后，分别压紧开关阳极4、开关阴极5，可以进一步防止开关阳极4、开关阴极5向上运动。

开关维护窗口8为中空的圆筒状结构，焊接在与开关阳极4和开关阴极5对应的水线外筒7上(即水开关的正上方)，其一端连通外部；通过开关维护窗口8，使用长柄T型扳手可以拆卸所有塞打螺栓10、固定螺栓9和垫圈，并更换水开关的开关阳极4、开关阴极5；通过开关维护窗口8还可以检查盖板组件6上的固定螺栓9是否发生松动。

为了更好的说明本发明的技术方案，本实施例中，水开关处于水线内，其整体绝缘环境中的绝缘液体为低电导率去离子水1。阳极侧内筒11与阳极安装座2一体制成；阴极侧内筒12与阴极安装座3一体制成。开关阳极4和开关阴极5的一端均设有定位凹槽；电极安装组件与盖板组件6均为半圆柱结构，且电极安装组件与盖板组件6相连形成与水线内筒外径相同的圆柱体结构；电极安装组件的半圆柱切面沿轴向设有限位凹槽；开关阳极4或开关阴极5的一端分别设置在对应电极安装组件的限位凹槽内，且电极的定位凹槽开口朝向对应限位凹槽的槽口；

盖板组件6的切面沿轴向设有与限位凹槽宽度相匹配的限位凸台，且限位凸台与对应电极的定位凹槽的深度相匹配；盖板组件6的限位凸台伸入开关阳极4或开关阴极5的定位凹槽内，将电极压紧在对应的限位凹糟内，防止电极沿水平方向和垂直方向移动；阳极侧内筒11和阴极侧内筒12的电极安装组件限位凹槽的开口均朝向开关维护窗口8。

其中，水开关的开关阳极4和开关阴极5之间的距离为80±0.5mm，工作电压为2.4MV；阳极侧内筒11和阴极侧内筒12(也就是阳极安装座2和阴极安装座3)直径均为Φ220±0.1mm；

开关阳极4和开关阴极5的安装方式相同完全一样；阳极安装座2和阴极安装座3凹形结构上安装槽的宽度为开关阳极4和开关阴极5分别与安装槽配合的宽度均为/>开关阳极4与阳极安装座2之间为紧配合，开关阴极5与阴极安装座3之间为紧配合。

当盖板组件6与阳极安装座2和阴极安装座3分别固定好后，再将盖板组件6分别加工边缘倒角R30mm，以保证二者的良好配合；开关阳极4和开关阴极5上各设有3个安装通孔，阳极安装座2和阴极安装座3对应开关阳极4和开关阴极5上的3个安装通孔，对称设有3个安装盲孔；

塞打螺栓10、垫圈配合安装开关阳极4和开关阴极5的3个安装通孔与阳极安装座2和阴极安装座3的3个安装盲孔；塞打螺栓10的规格为不锈钢Φ8×25-M6，配合的防松动垫圈的规格为NLDF8；开关阳极4和开关阴极5上的3个安装通孔均为台阶孔，大孔的直径均为Φ15mm，小孔的直径为

盖板组件6上设有2个安装通孔，与盖板组件6上2个安装通孔相对应的阳极安装座2、阴极安装座3上设有2个盲孔，使用固定螺栓9配合垫圈将盖板组件6分别与对应的阳极安装座2、阴极安装座3固定。盖板组件6上设有2个安装通孔均为台阶孔，固定螺栓9的规格为不锈钢内六角M8×30，固定螺栓9对应的大孔的直径均为Φ15mm，小孔的直径为Φ8.5mm，配合的防松动垫圈的规格为NLDF8。

为了更好说明本发明的技术方案，本实施例中设置多个塞打螺栓10、固定螺栓9和垫圈；开关阳极4或开关阴极5上与对应电极安装组件连接位置均设有多个第一台阶通孔；盖板组件6上与对应电极安装组件连接位置设有多个第二台阶通孔；电极安装组件上设置有与第一台阶通孔对应的多个第一螺纹盲孔，塞打螺栓10依次穿过垫圈、开关阳极4或开关阴极5上的第一台阶通孔与对应电极安装组件上的第一螺纹盲孔连接，将电极与对应的电极安装组件固定；电极安装组件上设置有与第二台阶通孔对应的多个第二螺纹盲孔，固定螺栓9依次穿过垫圈、盖板组件6上的第二台阶通孔与对应电极安装组件上的第二螺纹盲孔连接，将盖板组件6与对应的电极安装组件固定；第一台阶通孔和第二台阶通孔的大端均朝向开关维护窗口8。

水开关的一对电极装入电极安装组件后，安装塞打螺栓10定位，再安装固定螺栓9。塞打螺栓10和固定螺栓9的安装方向与水开关放电时的受力方向垂直，且所有塞打螺栓10和固定螺栓9均配合使用防松动的垫圈，以此保证了水开关的一对电极不会受强冲击影响而松动。受电极安装组件上的开槽位置、塞打螺栓10和固定螺栓9的限制，水开关的一对电极在上下、左右、前后三个方向均无法运动。

本发明还提供一种兆伏级水开关的安装方法，包括以下步骤：

步骤1：一体制成阳极侧内筒11与对应电极安装组件，一体制成阴极侧内筒12与对应电极安装组件；

2.1)将开关阳极4、开关阴极5分别安装在对应阳极侧内筒11和阴极侧内筒12的电极安装组件的限位凹槽结构中；

2.2)利用塞打螺栓10将开关阳极4、开关阴极5与对应电极安装组件固定连接。

步骤2：在阳极侧内筒11和阴极侧内筒12对应的电极安装组件上分别安装开关阳极4、开关阴极5；

步骤3：在阳极侧内筒11和阴极侧内筒12对应的电极安装组件上安装对应的盖板组件6；

3.1)将盖板组件6的限位凸台分别与开关阳极4、开关阴极5的定位凹槽相配合限位；

3.2)通过固定螺栓9连接盖板组件6与对应电极安装组件。

步骤4：使开关阳极4和开关阴极5相对，分别将阳极侧内筒11与阴极侧内筒12同轴安装在水线外筒7内部两端。

另外，本发明还提供一种兆伏级水开关的更换方法，包括以下步骤：

步骤1：通过开关维护窗口8拆卸盖板组件6；

步骤2：更换安装在电极安装组件内的开关阳极4或开关阴极5；

步骤3：利用塞打螺栓10将更换后的开关阳极4或开关阴极5与对应电极安装组件固定连接；

步骤4：通过固定螺栓9连接盖板组件6与对应电极安装组件，完成电极更换。

Claims (9)

1.一种兆伏级水开关，包括水线外筒（7）和水线内筒，其特征在于：

还包括一对电极、电极安装组件、盖板组件（6）及开关维护窗口（8）；

所述一对电极包括开关阳极（4）和开关阴极（5）；

所述水线内筒包括阳极侧内筒（11）和阴极侧内筒（12），所述阳极侧内筒（11）和阴极侧内筒（12）相对同轴设置在水线外筒（7）内部两侧；

所述水线外筒（7）和水线内筒之间设置有绝缘液体；

所述阳极侧内筒（11）和阴极侧内筒（12）相对的一端分别安装有电极安装组件；所述开关阳极（4）和开关阴极（5）分别设置在阳极侧内筒（11）和阴极侧内筒（12）的电极安装组件上；

所述盖板组件（6）为两个，分别与阳极侧内筒（11）和阴极侧内筒（12）的电极安装组件相配合；

所述电极的一端安装在对应电极安装组件与盖板组件（6）之间，且与电极安装组件紧配合，另一端位于绝缘液体中；

所述开关维护窗口（8）设置在水线外筒（7）的上端与开关阳极（4）和开关阴极（5）对应的位置。

2.根据权利要求1所述的兆伏级水开关，其特征在于：所述开关阳极（4）和开关阴极（5）的一端均设有定位凹槽；

所述电极安装组件与盖板组件（6）均为半圆柱结构，且电极安装组件与盖板组件（6）相连形成与水线内筒外径相同的圆柱体结构；

所述电极安装组件的半圆柱切面沿轴向设有限位凹槽；所述开关阳极（4）或开关阴极（5）的一端分别设置在对应电极安装组件的限位凹槽内，且电极的定位凹槽开口朝向对应限位凹槽的槽口；

所述盖板组件（6）的切面沿轴向设有与限位凹槽宽度相匹配的限位凸台，且限位凸台与对应电极的定位凹槽的深度相匹配；所述盖板组件（6）的限位凸台伸入开关阳极（4）或开关阴极（5）的定位凹槽内，将电极压紧在对应的限位凹糟内，防止电极沿水平方向和垂直方向移动；

所述阳极侧内筒（11）和阴极侧内筒（12）的电极安装组件限位凹槽的开口均朝向开关维护窗口（8）。

3.根据权利要求2所述的兆伏级水开关，其特征在于：还包括多个塞打螺栓（10）、固定螺栓（9）和垫圈；

所述开关阳极（4）或开关阴极（5）上与对应电极安装组件连接位置均设有多个第一台阶通孔；所述盖板组件（6）上与对应电极安装组件连接位置设有多个第二台阶通孔；

所述电极安装组件上设置有与第一台阶通孔对应的多个第一螺纹盲孔，所述塞打螺栓（10）依次穿过垫圈、开关阳极（4）或开关阴极（5）上的第一台阶通孔与对应电极安装组件上的第一螺纹盲孔连接，将电极与对应的电极安装组件固定；

所述电极安装组件上设置有与第二台阶通孔对应的多个第二螺纹盲孔，所述固定螺栓（9）依次穿过垫圈、盖板组件（6）上的第二台阶通孔与对应电极安装组件上的第二螺纹盲孔连接，将盖板组件（6）与对应的电极安装组件固定；

所述第一台阶通孔和第二台阶通孔的大端均朝向开关维护窗口（8）。

4.根据权利要求3所述的兆伏级水开关，其特征在于：所述绝缘液体为低电导率去离子水（1）。

5.根据权利要求4所述的兆伏级水开关，其特征在于：所述阳极侧内筒（11）与阳极安装座（2）一体制成；

所述阴极侧内筒（12）与阴极安装座（3）一体制成。

6.一种权利要求1-5任一所述兆伏级水开关的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：一体制成阳极侧内筒（11）与对应电极安装组件，一体制成阴极侧内筒（12）与对应电极安装组件；

步骤2：在阳极侧内筒（11）和阴极侧内筒（12）对应的电极安装组件上分别安装开关阳极（4）、开关阴极（5）；

步骤3：在阳极侧内筒（11）和阴极侧内筒（12）对应的电极安装组件上安装对应的盖板组件（6）；

步骤4：使开关阳极（4）和开关阴极（5）相对，分别将阳极侧内筒（11）与阴极侧内筒（12）同轴安装在水线外筒（7）内部两端。

7.根据权利要求6所述的一种兆伏级水开关的安装方法，其特征在于，所述步骤2具体为：

2.1）将开关阳极（4）、开关阴极（5）分别安装在对应阳极侧内筒（11）和阴极侧内筒（12）的电极安装组件的限位凹槽结构中；

2.2）利用塞打螺栓（10）将开关阳极（4）、开关阴极（5）与对应电极安装组件固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种兆伏级水开关的安装方法，其特征在于，步骤3具体为：

3.1）将盖板组件（6）的限位凸台分别与开关阳极（4）、开关阴极（5）的定位凹槽相配合限位；

3.2）通过固定螺栓（9）连接盖板组件（6）与对应电极安装组件。

9.一种权利要求1-5任一所述兆伏级水开关的更换方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过开关维护窗口（8）拆卸盖板组件（6）；

步骤2：更换安装在电极安装组件内的开关阳极（4）或开关阴极（5）；

步骤3：利用塞打螺栓（10）将更换后的开关阳极（4）或开关阴极（5）与对应电极安装组件固定连接；

步骤4：通过固定螺栓（9）连接盖板组件（6）与对应电极安装组件，完成电极更换。