JPH01128387A - Gap switch - Google Patents

Gap switch

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Publication number
JPH01128387A
JPH01128387A JP28474187A JP28474187A JPH01128387A JP H01128387 A JPH01128387 A JP H01128387A JP 28474187 A JP28474187 A JP 28474187A JP 28474187 A JP28474187 A JP 28474187A JP H01128387 A JPH01128387 A JP H01128387A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
discharge
electrode
anode
cathode
trigger
Prior art date
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Pending
Application number
JP28474187A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeyuki Takagi
茂行 高木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP28474187A priority Critical patent/JPH01128387A/en
Publication of JPH01128387A publication Critical patent/JPH01128387A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a gap switch with little unevenness of trigger discharge formation and a secure discharge ignition between an anode and a cathode by furnishing a dielectric which can form a surface discharge between a trigger electrode and the edge of a discharge electrode. CONSTITUTION:In a hole 5 of a hollow formed in an anode 4, a cylindrical dielectric 11 with bottom is inserted contacting closely. The dielectric 11 is formed to have its outer surface 12 between a trigger electrode 6 and the edge 8 of the anode 4 formed at the open periphery of the hole 5. And it is formed to generate a surface discharge along the outer surface 12 between the electrode 6 and the edge 8. A high voltage trigger pulse is applied between the anode 4 and the electrode 6 in such a composition. As a result, a surface discharge (b) is generated along the outer surface 12, which acts as a trigger to generate a discharge between a cathode 3 and the anode 4. In such a composition, a gap switch to generate little uneven formation of the surface discharge (b) and to secure a discharge between the cathode 3 and the anode 4 can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野〉 本発明はパルスレーザやマルクスバンクなどの大電流ス
イッチに多く使用されるギャップスイッチに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a gap switch that is often used in large current switches such as pulsed lasers and Marx banks.

(従来の技術) パルスレーザやマルクスバンクなどの大電流スイッチに
はギャップスイッチが多く使用される。この種、従来の
ギャップスイッチの構造は第3図で示すようなものであ
る。すなわち、スイッチ本体1をアクリル・ポリエチレ
ンなどの電気的絶縁物で(円)筒形に形成してなり、こ
のスイッチ本体1の外周面部には沿面放電防止用のひだ
部2が形成されている。スイッチ本体1の一方の開口端
部には陽極3がその開口を閉塞するように装着されてい
る。また、スイッチ本体1の他方の間口端部には陰惨4
がその開口を閉塞するように81されている。つまり、
上記スイッチ本体1の内部はその陽極3と陰極4とによ
り気密的に密閉されていて、これらにより内部に中空部
1aを形成する構成になっている。そして、この中空部
1a内には所定圧力の空気が封入されている。
(Prior Art) Gap switches are often used in large current switches such as pulse lasers and Marx banks. The structure of this kind of conventional gap switch is as shown in FIG. That is, the switch body 1 is made of an electrically insulating material such as acrylic or polyethylene and is formed into a (cylindrical) shape, and a pleat 2 for preventing creeping discharge is formed on the outer peripheral surface of the switch body 1. An anode 3 is attached to one open end of the switch body 1 so as to close the opening. In addition, at the other front end of the switch body 1, there is a gruesome 4
is arranged 81 to close the opening. In other words,
The interior of the switch body 1 is hermetically sealed by an anode 3 and a cathode 4, which form a hollow portion 1a inside. Air at a predetermined pressure is sealed within this hollow portion 1a.

さらに、陰極4のほぼ中央には円形の孔5が貫通して設
けられ、この孔5にはトリガー電極6を保持する電気的
絶縁体7がねじ込んで気密的に取り付けられている。こ
のトリガー電極6はこれを保持する電気的絶縁体7によ
り陰極4に対して電気的に絶縁されている。
Further, a circular hole 5 is provided through the cathode 4 approximately in the center thereof, and an electrical insulator 7 holding a trigger electrode 6 is screwed into the hole 5 in an airtight manner. This trigger electrode 6 is electrically insulated from the cathode 4 by an electrical insulator 7 that holds it.

そして、このギャップスイッチはその陽極3と陰極4の
いずれか一方に図示しない!!源を接続し、その他方に
は図示しない負荷を接続するとともに、その陽極3と陰
極4との間に高電圧を印加する状態としである。そこで
、陰極4とトリガー電極6との間に高電圧のトリガ用パ
ルスが入力されると、そのトリガー電極6と陰極4のエ
ツジ部8との間で第3図で示すような点弧aの放電が行
なわれ、これが火種となって陽極3と陰極4との間で放
電が行なわれることによって上記電源と負荷との間に電
流が流れる。
This gap switch is not shown in either the anode 3 or the cathode 4! ! A source is connected to the other end, a load (not shown) is connected to the other end, and a high voltage is applied between the anode 3 and the cathode 4. Therefore, when a high voltage trigger pulse is input between the cathode 4 and the trigger electrode 6, an ignition a is generated between the trigger electrode 6 and the edge portion 8 of the cathode 4 as shown in FIG. A discharge occurs, which becomes a spark, causing a discharge to occur between the anode 3 and the cathode 4, thereby causing a current to flow between the power source and the load.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記構成のものにあってはそのトリガー
電極6と陰極4のエツジ部8との間での放電形成の遅れ
のばらつきが大きいため、この種のギャップスイッチを
2個同時に点弧させたり、2つのギャップスイッチを一
定のタイミングでスイッチングする場合はそのギャップ
スイッチのジッターが大きな問題となる。このジッター
はトリガー電極6と陰極4のエツジ部8との間での放電
形成の遅れのばらつきによって大きく左右されるため、
これを小さくする必要がある。
(Problem to be Solved by the Invention) However, with the above configuration, there is a large variation in the delay in discharge formation between the trigger electrode 6 and the edge portion 8 of the cathode 4, so this kind of gap When two switches are fired at the same time or when two gap switches are switched at a certain timing, the jitter of the gap switches becomes a big problem. This jitter is largely influenced by variations in the delay in discharge formation between the trigger electrode 6 and the edge portion 8 of the cathode 4.
This needs to be made smaller.

本発明は上記問題点に着目してなされたもので、その目
的とするところはスイッチングタイムのジッターが極力
少なくすることができるとともに、確実にトリガさせる
ことができるギャップスイッチを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a gap switch which can reduce switching time jitter as much as possible and which can be triggered reliably.

[発明の構成〕 (問題点を解決するための手段) 上記問題点を解決するために本発明は電気的絶縁性を有
した筒状体とこの筒状体の両開口部を封止し相対向して
上記筒状体とともに気体を封入する中空部を形成するス
イッチ放電用の陽極および陰−極からなる電極とこれら
電極の少なくとも一方の電極に形成され他方の電極に対
向して開口した空洞部とこの空洞部を通り先端部が上記
空洞部のエツジ部と放電する位置に設けられたトリガー
電極とこのトリガー電極を挿通支持しかつ上記空洞部を
閉塞する電気的絶縁体とを備えたギャップスイッチにお
いて、上記電気的絶縁体の上記他方の電極側に上記一方
の電極とエツジ部との間で沿面放電を形成する誘電体部
が上記エツジ部が露出する位置に設けられているととも
に上記トリガー電極はその先端部を上記誘電体から上記
中空部へ突出して設けたものである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention provides an electrically insulating cylindrical body and a cylindrical body that seals both openings of the cylindrical body and An electrode consisting of an anode and a cathode for switch discharge, which together with the cylindrical body form a hollow part for enclosing gas, and a cavity formed in at least one of these electrodes and opening facing the other electrode. a trigger electrode that passes through the cavity and is provided at a position where its tip end discharges with the edge of the cavity, and an electrical insulator that inserts and supports the trigger electrode and closes the cavity. In the switch, a dielectric part that forms a creeping discharge between the one electrode and the edge part is provided on the other electrode side of the electrical insulator at a position where the edge part is exposed, and the trigger The electrode is provided with its tip portion protruding from the dielectric material into the hollow portion.

(作用) しかして、上記電気的絶縁体の上記他方の電極側に上記
一方の電極とエツジ部との間で沿面放電を形成する誘電
体部が上記エツジ部が露出する位置に設けられていると
ともに上記トリガーN極はその先端部を上記誘電体から
上記中空部へ突出して設けたものであるから、その誘電
体の沿面放電作用によりトリガー電極と放電用電極のエ
ツジ部との間でのトリガー放電が確実に行なわれる。し
たがって、スイッチングする場合のジッターを格段に小
さくできる。また、沿面放電に必要な電圧も小さくでき
る。
(Function) Therefore, a dielectric portion that forms a creeping discharge between the one electrode and the edge portion is provided on the other electrode side of the electrical insulator at a position where the edge portion is exposed. At the same time, since the trigger N pole is provided with its tip protruding from the dielectric body into the hollow part, a trigger occurs between the trigger electrode and the edge part of the discharge electrode due to the creeping discharge action of the dielectric body. Discharge occurs reliably. Therefore, jitter during switching can be significantly reduced. Furthermore, the voltage required for creeping discharge can also be reduced.

さらに、上記誘電体の表面での沿面放電が行なわれると
き、その放電により強い紫外線が発生し、この紫外線が
陽極と陰極との間の気体を光電離するため、その陽極と
陰極との間の放電点弧をより確実にし、いわゆるミスト
リガーを格段に減少させる。
Furthermore, when creeping discharge occurs on the surface of the dielectric, the discharge generates strong ultraviolet rays, which photoionizes the gas between the anode and cathode. This makes discharge ignition more reliable and greatly reduces so-called mis-triggering.

(実施例) 第1図および第2図は本発明の第1の実施例を示すもの
である。この実施例のギャップスイッチにおける構成の
うち上記第3図にもとづいて説明した構成と同じものは
同一符号を付してその構成作用の説明を省略する。
(Embodiment) FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of the present invention. Among the configurations of the gap switch of this embodiment, the same components as those explained based on FIG.

この実施例で特徴とする点は陰極4に形成した空洞部と
しての孔5に有底筒状の誘電体部11を@着させて挿入
したものである。さらに、この誘電体部11は上記トリ
ガー電極6とその陰極4に孔5の開口周縁に形成したエ
ツジ部8との間に沿う外表面12を有するように形成し
てなり、トリガー電極6とエツジ部8との間で誘電体部
11の外表面12で沿面放電が起るようにしである。
A feature of this embodiment is that a bottomed cylindrical dielectric portion 11 is inserted into a hole 5 formed in the cathode 4 as a hollow portion. Furthermore, this dielectric part 11 is formed to have an outer surface 12 that runs along between the trigger electrode 6 and an edge part 8 formed on the opening periphery of the hole 5 in the cathode 4. A creeping discharge is caused to occur on the outer surface 12 of the dielectric portion 11 between the dielectric portion 8 and the dielectric portion 8 .

上記誘電体部11の材質としてはたとえば酸化チタン(
TiOx)、アルミナセラミック(AJ220! ) 
、エポキシガラス等が適する。
The material of the dielectric portion 11 is, for example, titanium oxide (
TiOx), alumina ceramic (AJ220!)
, epoxy glass, etc. are suitable.

そして、このギャップスイッチの場合も上記同様にその
陽極3と陰極4のいずれか一方に図示しない電源を接続
し、その他方には図示しない負荷を接続するとともに、
その陽極3と陰極4との間に高電圧を印加する状態とし
て、その陰極4とトリガー電極6との間に高電圧のトリ
ガ用パルスを印加する。すると、そのトリガー電極6と
陰極4のエツジ部8との間での誘電体部11の外表面1
2では第2図で示すような沿面放電すが起る。
In the case of this gap switch, a power source (not shown) is connected to either one of the anode 3 or cathode 4, and a load (not shown) is connected to the other, as described above.
In order to apply a high voltage between the anode 3 and the cathode 4, a high voltage trigger pulse is applied between the cathode 4 and the trigger electrode 6. Then, the outer surface 1 of the dielectric portion 11 between the trigger electrode 6 and the edge portion 8 of the cathode 4
2, a creeping discharge as shown in FIG. 2 occurs.

そして、これが火種となって陽極3と陰極4との間で放
電が行なわれることによって上記電源と負荷との間に電
流が流れるのである。
Then, this becomes a spark and discharge occurs between the anode 3 and the cathode 4, so that a current flows between the power source and the load.

このようにトリガー電極6と陰極4のエツジ部8との間
での放電は誘電体部11の外表面12での沿面放ibに
より行なわれるので、その放電が確実に生じ、沿面放電
すの形成後れのばらつきは非常に小さい。したがって、
このギャップスイッチを2個同時に点弧させたり、2つ
のギャップスイッチを一定のタイミングでスイッチング
する場合でもその作動時に生じるジッターを格段に小さ
くできる。このため、スイッチングタイムのジレツター
は通常 1/10 以下に減少した。また、沿面放電す
に必要な電圧は 5  KV/cm  で、従来の構造
のものでの 20  KVloll  に比べて1/4
となる。つまり、陽極3と陰極4の間に入力するトリガ
ー電圧をきわめて小さくできる。
In this way, the discharge between the trigger electrode 6 and the edge portion 8 of the cathode 4 is generated by the creeping radiation ib on the outer surface 12 of the dielectric portion 11, so that the discharge occurs reliably and the creeping discharge is formed. The variation in lag is very small. therefore,
Even when two gap switches are fired at the same time or when two gap switches are switched at a fixed timing, the jitter that occurs during operation can be significantly reduced. Therefore, the switching time delay is usually reduced to less than 1/10. In addition, the voltage required for creeping discharge is 5 KV/cm, which is 1/4 of the 20 KVloll of the conventional structure.
becomes. In other words, the trigger voltage input between the anode 3 and the cathode 4 can be made extremely small.

さらに、上記誘電体部11の外表面12での沿面放電す
が行なわれるとき、その放電により強い紫外線が発生し
、この紫外線が陽極3と陰極4との間の気体を光電離す
るため、陽極3と陰極4との間の放電点弧をより確実に
する。
Further, when a creeping discharge occurs on the outer surface 12 of the dielectric portion 11, strong ultraviolet rays are generated by the discharge, and this ultraviolet rays photoionize the gas between the anode 3 and the cathode 4, so that the anode To ensure more reliable discharge ignition between 3 and cathode 4.

したがって、ミストリガー、つまり、トリガーパルスを
入力しても陽極3と陰極4との間での放電が点弧しない
現象を格段に減少した。
Therefore, mistriggering, a phenomenon in which the discharge between the anode 3 and the cathode 4 does not ignite even when a trigger pulse is input, is significantly reduced.

なお、本発明は上記実施例のものに限定されるものでは
ない。たとえばトリガー電極6を陰極ではなく、陽極側
に設けてもよい。また、誘電体部は空洞部に充填するよ
うにして成形して取付けるようにしてもよい。ざらに、
上記実施例では電気的絶縁体と誘電体部とを別個のもの
としたが、電気的絶縁体の先端部を延長し、この延長し
た部分を誘電体部としてもよい。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the trigger electrode 6 may be provided on the anode side instead of the cathode. Further, the dielectric portion may be molded and attached so as to fill the cavity. Roughly,
In the above embodiment, the electrical insulator and the dielectric portion are separate, but the tip of the electrical insulator may be extended and this extended portion may be used as the dielectric portion.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、トリガー電極と放
電用電極のエツジ部との間でのトリガー放電は誘電体部
表面での沿面放電により行なわれるので、その放電が確
実に生じ、沿面放電の形成遅れのばらつきは非常に小さ
い。したがって、たとえばギャップスイッチを2個同時
に点弧させたり、2つのギャップスイッチを一定のタイ
ミングでスイッチングする場合でもその作動時に生じる
ジッターを格段に小さくできる。また、沿面放電に必要
な電圧は従来のものの放電形式に比べてきわめて小さく
できる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the trigger discharge between the trigger electrode and the edge part of the discharge electrode is performed by creeping discharge on the surface of the dielectric part, so the discharge is ensured. The variation in the formation delay of creeping discharge is very small. Therefore, for example, even when two gap switches are turned on at the same time or when two gap switches are switched at a constant timing, the jitter that occurs during operation can be significantly reduced. Furthermore, the voltage required for creeping discharge can be much smaller than that of conventional discharge types.

さらに、上記誘電体部の表面での沿面放電が行なわれる
とき、その放電により強い紫外線が発生し、この紫外線
が陽極と陰極との間の気体を光電離するため、その陽極
と陰極との間の放電点弧をより確実にし、いわゆるミス
トリガーを格段に減少させる。
Furthermore, when a creeping discharge occurs on the surface of the dielectric part, the discharge generates strong ultraviolet rays, and this ultraviolet rays photoionize the gas between the anode and cathode. This makes the discharge ignition more reliable and greatly reduces so-called mis-triggering.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は本発明の−の実施例を示し、第1
図はそのギャップスイッチの側断面図、第2図はトリガ
ー電極付近の下面図、第3図は従来のギャップスイッチ
の側断面図である。 1・・・スイッチ本体、3・・・陽極、4・・・陰極、
5・・・孔、トリガー電極、7・・・電気的絶縁体、8
・・・エツジ部、11・・・誘電体部、12・・・外表
面。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
1 and 2 show embodiments of the present invention;
The figure is a side sectional view of the gap switch, FIG. 2 is a bottom view of the vicinity of the trigger electrode, and FIG. 3 is a side sectional view of a conventional gap switch. 1...Switch body, 3...Anode, 4...Cathode,
5... Hole, trigger electrode, 7... Electrical insulator, 8
. . . Edge portion, 11 . . . Dielectric portion, 12 . . . Outer surface. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 電気的絶縁性を有した筒状体とこの筒状体の両開口部を
封止し相対向して上記筒状体とともに気体を封入する中
空部を形成するスイッチ放電用の陽極および陰極からな
る電極とこれら電極の少なくとも一方の電極に形成され
他方の電極に対向して開口した空洞部とこの空洞部を通
り先端部が上記空洞部のエッジ部と放電する位置に設け
られたトリガー電極とこのトリガー電極を挿通支持しか
つ上記空洞部を閉塞する電気的絶縁体とを備えたギャッ
プスイッチにおいて、上記電気的絶縁体の上記他方の電
極側に上記一方の電極とエッジ部との間で沿面放電を形
成する誘電体部が上記エッジ部が露出する位置に設けら
れているとともに上記トリガー電極はその先端部を上記
誘電体から上記中空部へ突出して設けられていることを
特徴とするギャップスイッチ。
It consists of a cylindrical body having electrical insulation properties, and an anode and a cathode for switch discharge, which seal both openings of this cylindrical body and face each other to form a hollow part that encloses gas together with the cylindrical body. An electrode, a cavity formed in at least one of these electrodes and opening opposite to the other electrode, a trigger electrode passing through this cavity and provided at a position where a tip thereof discharges with an edge of the cavity; In a gap switch comprising an electrical insulator through which a trigger electrode is inserted and supported and which closes the cavity, creeping discharge occurs between the one electrode and the edge portion on the other electrode side of the electrical insulator. A gap switch characterized in that a dielectric portion forming the trigger electrode is provided at a position where the edge portion is exposed, and the trigger electrode is provided with a tip thereof protruding from the dielectric into the hollow portion.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0677566A (en) * 1992-08-27 1994-03-18 Hamamatsu Photonics Kk Discharge excited gas laser
CN104682200A (en) * 2015-03-27 2015-06-03 成都国光电气股份有限公司 Vacuum spark relay

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