CN205960422U - 一种电磁脉冲模拟器用电控调距式气体火花开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电磁脉冲模拟器用电控调距式气体火花开关，属于脉冲功率装置技术领域。使用时闭合电源开关，电磁线圈得电产生电磁力，驱动电磁芯向上移动压缩弹簧，进而通过绝缘杆带动触发电极向上移动，减小输入电极与输出电极之间的触发间隙使其触发，从而使输入端与输出端导通；断开电源开关，电磁线圈不得电，电磁力消失，电磁芯在压缩弹簧的弹力下向下移动，进而通过绝缘杆带动触发电极向下移动，增大输入电极与输出电极之间的触发间隙，从而使输入端与输出端断开。本实用新型结构简单，操作方便，承受高电压、高气压能力强、具有良好密封性、良好屏蔽性能，从而缩短脉冲源上升时间、增强开关外界抗扰度，以此提高波形质量。

Description

一种电磁脉冲模拟器用电控调距式气体火花开关

技术领域

本实用新型涉及一种电磁脉冲模拟器用气体火花开关，具体涉及一种电磁脉冲模拟器用电控调距式气体火花开关，属于脉冲功率装置技术领域。

背景技术

随着脉冲功率技术的迅速发展，开关作为脉冲功率系统的重要组成部分引起研究人员和公众普遍关注。它不仅决定了脉冲功率装置的输出特性，甚至是脉冲功率系统成败的关键。通常使用的开关有气体火花开关、开关液体、真空开关等。传统的脉冲功率开关存在着耐压（高电压、高气压）低、气密性差、电极间距不可调等难题，从而直接影响脉冲波形质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种电磁脉冲模拟器用电控调距式气体火花开关，解决了现有技术中气体火花开关耐压低、电极间距不可调的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电磁脉冲模拟器用电控调距式气体火花开关，包括用于与电磁脉冲模拟器连接的输入端和输出端，其特征是，包括金属外壳、输入电极、输出电极及触发电极，金属外壳沿轴向两端设有端盖，金属外壳内壁紧附有绝缘套筒，绝缘套筒内沿轴向两端均填充有向外延伸的绝缘体，绝缘套筒内壁与两端绝缘体的相对面之间形成空腔，输入电极、输出电极沿轴向相对地置于空腔内，触发电极位于输入电极和输出电极之间形成触发间隙，输入端贯穿同侧的绝缘体与输入电极连接，输出端贯穿同侧的绝缘体与输出电极连接，输入端侧的端盖上设有与空腔连通的进气口和出气口，金属外壳的外壁上设有定位凸台，定位凸台与空腔连通，定位凸台内设有磁动力装置，磁动力装置的输入端串联电源开关后连接供电电源，磁动力装置通过绝缘杆连接触发电极，磁动力装置驱动触发电极上下移动以改变输入电极与输出电极之间的触发间隙。

进一步的，所述磁动力装置包括电磁线圈、电磁芯和弹簧，所述电磁芯连接绝缘杆的上端，所述弹簧一端连接电磁芯，另一端固定连接定位凸台顶端，所述电磁线圈围绕在电磁芯的四周，电磁线圈的输入端连接电源开关。本实用新型中电源开关可选用按钮开关，供电电源采用现有技术中220V交流电源，应用时，闭合电源开关，电磁线圈得电产生电磁力，驱动电磁芯向上移动压缩弹簧，进而通过绝缘杆带动触发电极向上移动，减小输入电极与输出电极之间的触发间隙使其触发，从而使输入端与输出端导通；断开电源开关，电磁线圈不得电，电磁力消失，电磁芯在压缩弹簧的弹力下向下移动，进而通过绝缘杆带动触发电极向下移动，增大输入电极与输出电极之间的触发间隙，从而使输入端与输出端断开。

进一步的，所述触发电极形状为上窄下宽的锥形结构。

进一步的，所述空腔内绝缘杆上套设有柱形轨道，所述绝缘杆沿柱形轨道上下移动。

进一步的，所述输入电极和输出电极为半圆头型，两者与绝缘体的连接均为螺纹连接。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型以电源开关的闭合或断开实现高电压、高电流的输入电极与输出电极的触发或恢复，进而实现输入端与输出端的导通或断开，结构简单，操作方便。本实用新型承受高电压、高气压能力强、具有良好密封性、良好屏蔽性能，从而缩短脉冲源上升时间、增强开关外界抗扰度，以此提高波形质量。本设计结构简单、成本低、方案易实现，具有很高实用价值，便于推广使用。

附图说明

图1是本实用新型开关的结构示意图。

附图标记：1、输入电极；2、触发电极；3、输出电极；4、绝缘体一；5、输入铜柱；6、端盖一；7、法兰一；8、法兰二；9、端盖二；10、绝缘套筒；11、输出铜柱；12、绝缘体二；13、金属外壳；14、电磁线圈；15、电磁芯；16、绝缘杆；17、盖帽；18、弹簧；19、进气口；20、出气口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型的一种电磁脉冲模拟器用电控调距式气体火花开关，左侧作为电磁脉冲模拟器中高压电源的输入端，右侧作为电磁脉冲模拟器中高压电源的输出端，金属外壳13为空心圆柱体，金属外壳13的材质可选用铝或不锈钢，具有良好屏蔽性能，增加开关对外界信号抗扰度，提高脉冲信号质量。金属外壳13沿轴向左右两端分别连接有端盖一6和端盖二9，与端盖一6的连接通过法兰一7固定，与端盖二9的连接通过法兰二8固定，法兰（7、8）与端盖（6、9）间夹有密封垫以保证气密性，金属外壳13内壁紧附有绝缘套筒10，绝缘体一4一端填充在绝缘套筒10内，另一端向左侧延伸出端盖一6外部，绝缘体二12一端填充在绝缘套筒10内，另一端向右侧延伸出端盖二9外部，绝缘套筒内壁、绝缘体一4及绝缘体二12的相对面之间形成空腔。绝缘体一4、绝缘套筒10及绝缘体二12采用聚四氟乙烯或聚甲醛的绝缘材料，以防高压“漏电”。

输入电极1、输出电极3沿轴向相对地置于空腔内，触发电极2位于输入电极1和输出电极3之间形成触发间隙，输入电极1和输出电极3为半圆头型，触发间距为毫米级，材质均为不锈钢，两者与绝缘体（4、12）的连接均为螺纹连接。触发电极2材质为铜形状为上窄下宽的锥形结构，保证了电场均衡性。

绝缘体一4内沿轴心设有通孔，输入端贯穿绝缘体一4的通孔通过输入铜柱5与输入电极1连接，输入铜柱5为圆柱体，材质选用黄铜，右侧同理，输出端贯穿绝缘体二12通过输出铜柱11与输出电极3连接，端盖一6上设有与空腔连通的进气口19和出气口20，以实现在电极间高气压的进出，带走电极之间的导电电荷，加速开关绝缘强度的恢复速度，从而提高开关的工作效率。

金属外壳13的外壁上设有定位凸台，定位凸台与空腔连通，定位凸台内设有磁动力装置。磁动力装置包括电磁线圈14、电磁芯15和弹簧18，所述电磁芯15的下端通过绝缘杆16连接触发电极2，电磁芯15的上端连接弹簧18的下端，弹簧18的上端固定连接定位凸台的顶端，电磁线圈14围绕在电磁芯15的四周，定位凸台通过盖帽17紧固在金属外壳13的外壁，电磁线圈14的输入端依次串联电源开关和供电电源（图中未示出），供电电源用以为电磁线圈提供工作电源。绝缘杆16的材料为环氧树脂，切断高压输入的输入端和输出端与磁动力装置的接触，以防止漏电、触电，从而起到绝缘保护的作用。

本实用新型中电源开关可选用按钮开关，供电电源采用现有技术中220V交流电源，应用时，闭合电源开关，电磁线圈14得电产生电磁力，驱动电磁芯15向上移动压缩弹簧18，进而通过绝缘杆16带动触发电极2向上移动，减小输入电极1与输出电极3之间的触发间隙使其触发，从而使输入端与输出端导通；断开电源开关，电磁线圈14不得电，电磁力消失，电磁芯15在压缩弹簧18的弹力下向下移动，进而通过绝缘杆16带动触发电极2向下移动，增大输入电极1与输出电极3之间的触发间隙，从而使输入端与输出端断开。

作为本实用新型的优选实施例，绝缘杆整个上下移动过程，为保证中间触发电极不左右摆动，平稳运行，空腔内绝缘杆上套设有柱形轨道（图中未示出柱形轨道），绝缘杆16和触发电极2均置于柱形轨道内，绝缘杆16沿柱形轨道上下移动。

本实用新型开关经高压实验，开关可承受100KV直流高压且无漏电现象，保证了开关与操作人员的安全性。本实用新型整个开关结构简单，保证良好的气密性，可承受1.2兆帕的高气压，其易于实现，具有很高的实用性与推广性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种电磁脉冲模拟器用电控调距式气体火花开关，包括用于与电磁脉冲模拟器连接的输入端和输出端，其特征是，包括金属外壳、输入电极、输出电极及触发电极，金属外壳沿轴向两端设有端盖，金属外壳内壁紧附有绝缘套筒，绝缘套筒内沿轴向两端均填充有向外延伸的绝缘体，绝缘套筒内壁与两端绝缘体的相对面之间形成空腔，输入电极、输出电极沿轴向相对地置于空腔内，触发电极位于输入电极和输出电极之间形成触发间隙，输入端贯穿同侧的绝缘体与输入电极连接，输出端贯穿同侧的绝缘体与输出电极连接，输入端侧的端盖上设有与空腔连通的进气口和出气口，金属外壳的外壁上设有定位凸台，定位凸台与空腔连通，定位凸台内设有磁动力装置，磁动力装置的输入端串联电源开关后连接供电电源，磁动力装置通过绝缘杆连接触发电极，磁动力装置驱动触发电极上下移动以改变输入电极与输出电极之间的触发间隙。

2.根据权利要求1所述的一种电磁脉冲模拟器用电控调距式气体火花开关，其特征是，所述磁动力装置包括电磁线圈、电磁芯和弹簧，所述电磁芯连接绝缘杆的上端，所述弹簧一端连接电磁芯，另一端固定连接定位凸台顶端，所述电磁线圈围绕在电磁芯的四周，电磁线圈的输入端连接电源开关。

3.根据权利要求1所述的一种电磁脉冲模拟器用电控调距式气体火花开关，其特征是，所述触发电极形状为上窄下宽的锥形结构。

4.根据权利要求1所述的一种电磁脉冲模拟器用电控调距式气体火花开关，其特征是，所述空腔内绝缘杆上套设有柱形轨道，所述绝缘杆沿柱形轨道上下移动。

5.根据权利要求1所述的一种电磁脉冲模拟器用电控调距式气体火花开关，其特征是，所述输入电极和输出电极为半圆头型，两者与绝缘体的连接均为螺纹连接。