CN204741167U - 一种覆膜的高压气体火花隙开关电极 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种覆膜的高压气体火花隙开关电极，包括电极、触发极、匀场区、绝缘膜和放电区,所述的电极包括阴极和阳极，所述的触发极设置在阴极和阳极之间的两端，所述的阴极和阳极对应平行设置，其两级之间填充有绝缘气体，所述的阴极和阳极表面分为匀场区和放电区，所述的匀场区位于电极表面中部，电极表面的匀场区两端为放电区，所述的匀场区表面设有绝缘膜。减小初始电子可能产生进入电极区域的面积，降低了初始电子产生概率，从而大大降低气体火花隙开关在直流高电压下的自放电概率的覆膜的高压气体火花隙开关电极。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种覆膜的电极领域，具体地，涉及一种覆膜的高压气体火花隙开关电极。
背景技术
在脉冲功率装置中，各类气体火花隙开关（以下简称开关）是一种常用的脉冲调制器件。其原理是利用在开关电极之间气体的绝缘性能，截止住加在其上的直流高压或者脉冲高压，在适当的时候引入触发电压信号或者增加电压使其超过气体的耐压强度，致使开关导通，从而形成所需的高功率脉冲波形。但是气体火花隙开关存在一定概率自动或提前导通，被称为自击穿或者自放电，这是因为电极表面的电子在电场作用下有一定几率脱离电极材料进入绝缘气体所在空间，被称为初始电子。觉有一定能量得初始电子与气体分子碰撞时会导致气体分子电离，形成二次电子，二次电子继续与气体分子碰撞进而形成雪崩效应，导致开关电极之间形成电流通道。电流足够大的时候，开关就会导通。由于初始电子与气体分子的碰撞电离为具有一定分布的概率事件，初始电子越多，概率越大，反之则越小，因此为了防止开关的自击穿，要尽量减小初始电子的数量。在其他条件一直的情况下，初始电子的数量与电极表面的电场强度和电极的面积成正比，而减小电极的面积容易导致电极表面局部电场集中，强度提高，因此通常使用较大面积的电极来保证电场均匀性，但大面积的电极也容易造成初始电子增多。为解决这一问题，本发明设计了一种覆膜的气体火花隙开关电极。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种减小初始电子可能产生进入电极区域的面积，降低了初始电子产生概率，从而大大降低气体火花隙开关在直流高电压下的自放电概率的覆膜的高压气体火花隙开关电极。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种覆膜的高压气体火花隙开关电极，包括电极、触发极、匀场区、绝缘膜和放电区,所述的电极包括阴极和阳极，所述的触发极设置在阴极和阳极之间的两端，所述的阴极和阳极对应平行设置，其两级之间填充有绝缘气体，所述的阴极和阳极表面分为匀场区和放电区，所述的匀场区位于电极表面中部，电极表面的匀场区两端为放电区，所述的匀场区表面设有绝缘膜。
进一步的，所述的匀场区表面覆盖有绝缘膜。
进一步的，所述的匀场区表面镀有绝缘膜。
进一步的，所述的绝缘膜材质为氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝、聚酰亚胺、聚乙烯、聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯。
进一步的，所述绝缘膜的厚度大于初始电子在此绝缘膜内的射程。确保初始电子不由此进入绝缘气体中。放电区5表面裸露，为气体放电所形成的电流提供通道。匀场区所覆膜厚度根据开关电极上电压变化。为了保证每一次开关放电都在放电区进行，对开关的触发极进行特别设计，使得触发电压信号达到触发极时，所导致的电场畸变集中在放电区。
综上，本实用新型的有益效果是：用于高压大电流的气体火花隙开关，通过电极电场的形状设计将电极表面分为放电区和匀场区，并在电极匀场区表面覆盖一层绝缘材料膜，减小初始电子可能产生进入电极区域的面积，降低了初始电子产生概率，从而大大降低气体火花隙开关在直流高电压下的自放电概率。
附图说明
图1为本实用新型一种覆膜的高压气体火花隙开关电极的结构示意图。
其中：1-电极，2-触发极，3-匀场区，4-绝缘膜，5-放电区。
具体实施方式
下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示的一种覆膜的高压气体火花隙开关电极，包括电极1、触发极2、匀场区3、绝缘膜4和放电区5,电极1包括阴极和阳极，所述的触发极2设置在阴极和阳极之间的两端，所述的阴极和阳极对应平行设置，其两级之间填充有绝缘气体，所述的阴极和阳极表面分为匀场区3和放电区5，所述的匀场区3位于电极1表面中部，电极1表面的匀场区3两端为放电区5，所述的匀场区3表面覆盖有绝缘膜4。绝缘膜4材质为氧化硅。所述绝缘膜4的厚度大于初始电子在此绝缘膜4内的射程。
本实用新型对所设计的气体火花隙开关电极1为金属材料，通常采用各类铜合金或不锈钢材料等，其表面进行了功能分区：匀场区3面积较大，表面平整，保证电场均匀，电场强度不集中；放电区5位于匀场区3的边缘，面积较小，通常为电极表面的过渡区，保证放电区的表面电场强度在开关未导通前小于匀场区。匀场区3表面覆盖绝缘材料薄膜4，其厚度大于初始电子在此绝缘材料中的射程，确保初始电子不由此进入绝缘气体中。放电区5表面裸露，为气体放电所形成的电流提供通道。匀场区3所覆膜厚度根据开关电极上电压变化。为了保证每一次开关放电都在放电区进行，对开关的触发极2进行特别设计，使得触发电压信号达到触发极2时，所导致的电场畸变集中在放电区5。
实施例2
如图1所示的一种覆膜的高压气体火花隙开关电极，包括电极1、触发极2、匀场区3、绝缘膜4和放电区5,电极1包括阴极和阳极，所述的触发极2设置在阴极和阳极之间的两端，所述的阴极和阳极对应平行设置，其两级之间填充有绝缘气体，所述的阴极和阳极表面分为匀场区3和放电区5，所述的匀场区3位于电极1表面中部，电极1表面的匀场区3两端为放电区5，匀场区3表面镀有绝缘膜4。绝缘膜4材质为聚四氟乙烯。所述绝缘膜4的厚度大于初始电子在此绝缘膜4内的射程。
如上所述，可较好的实现本实用新型。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种覆膜的高压气体火花隙开关电极，包括电极（1）、触发极(2)、匀场区（3）、绝缘膜（4）和放电区（5）,其特征在于：所述的电极（1）包括阴极和阳极，所述的触发极(2)设置在阴极和阳极之间的两端，所述的阴极和阳极对应平行设置，其两级之间填充有绝缘气体，所述的阴极和阳极表面分为匀场区（3）和放电区（5），所述的匀场区（3）位于电极（1）表面中部，电极（1）表面的匀场区（3）两端为放电区（5），所述的匀场区（3）表面设有绝缘膜（4）。
2.根据权利要求1所述的一种覆膜的高压气体火花隙开关电极，其特征在于：所述的匀场区（3）表面覆盖有绝缘膜（4）。
3.根据权利要求1所述的一种覆膜的高压气体火花隙开关电极，其特征在于：所述的匀场区（3）表面镀有绝缘膜（4）。
4.根据权利要求1-3任意项所述的一种覆膜的高压气体火花隙开关电极，其特征在于：所述的绝缘膜（4）材质为氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝、聚酰亚胺、聚乙烯、聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯。
5.根据权利要求1-3任意项所述的一种覆膜的高压气体火花隙开关电极，其特征在于：所述绝缘膜（4）的厚度大于初始电子在此绝缘膜（4）内的射程。
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| CN201520529893.9U CN204741167U (zh) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | 一种覆膜的高压气体火花隙开关电极 |
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| CN201520529893.9U CN204741167U (zh) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | 一种覆膜的高压气体火花隙开关电极 |
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| CN204741167U true CN204741167U (zh) | 2015-11-04 |
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|---|---|
| CN (1) | CN204741167U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114006271A (zh) * | 2021-09-26 | 2022-02-01 | 西北核技术研究所 | 一种低抖动自触发火花放电预电离开关 |
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2015
- 2015-07-21 CN CN201520529893.9U patent/CN204741167U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN114006271A (zh) * | 2021-09-26 | 2022-02-01 | 西北核技术研究所 | 一种低抖动自触发火花放电预电离开关 |
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