[发明专利]MV级电触发开关的触发引入装置及该装置的安装方法

说明书

技术领域

本发明适用于脉冲功率技术领域，涉及一种MV级电触发开关的触发引入装置。

技术背景

当多台脉冲功率装置并联运行时，要求ns级的时间同步，MV级触发开关是保证装置同步性能核心部件。开关固定在装置传输线内筒上，工作电压数MV，通流数百kA，触发方式多采用激光触发或电脉冲触发。当采用电脉冲触发时，触发系统与开关之间有电气连接。由于开关被触发导通后处于数MV瞬态电势，因此需要采取措施保证触发信号安全引入与触发系统的隔离保护。

现有电脉冲触发信号多利用预置在预脉冲电感内的高压同轴电缆引入，如美国DECADE装置(P.Sincerny等发表在1999年第10届国际脉冲功率会议405页，Performance of DECADE module#1(DM1)and the status of the DECADE machine)，中国“闪光二号”加速器(张永民等发表在《强激光与粒子束》2008年第20卷第9期第1533页，加速器中内置式预脉冲抑制电感的研制)等，结构如图1所示。预脉冲电感8为螺旋状，制作前需要先将高压同轴电缆1穿过金属管，将金属管按要求绕制成电感，再将电感一端固定在地电极外筒3上，另一端通过金属连接件9与高压内筒4相连。电感内高压同轴电缆1一端连接至触发系统，另一端通过导线6、保护电阻2连接至MV级触发开关5。

现有基于预脉冲电感的引入方式，主要是利用了电感壳体为金属，壳体内因法拉第笼原理将电场屏蔽。当MV级开关导通后，内筒4高电势沿预脉冲电感逐渐降至地电势。在高压同轴电缆的轴向，电势伴随外部电感的电势降落，而在径向绝缘层上，仅有微弱电场，因此保证了电缆的绝缘安全，但预脉冲电感的制作不仅困难，而且电缆一旦击穿损坏，则需要重新定制预脉冲电感，代价高昂；同时预脉冲电感约数μH，要耐受数MV脉冲高压，而且内置高压同轴电缆线径较粗(大于Φ20mm)，弯曲半径大，因此电感体积庞大，难以应用于结构紧凑的脉冲功率装置。

发明内容

为解决现有MV级电脉冲触发开关的触发脉冲引入装置结构复杂、制作困难、体积庞大的技术问题，本发明提供另一种结构的MV级电触发开关的触发脉冲引入装置。

MV级电触发开关的触发脉冲引入装置，其特殊之处在于：

包括保护电阻，所述保护电阻位于传输线高压内筒与地电极外筒之间的绝缘介质中，

所述保护电阻包括绝缘壳体、触发脉冲连接电极及开关连接电极，所述触发脉冲连接电极和开关连接电极均包括相对设置的两端，其中一端为封装端，另一端为连接端，所述绝缘壳体内沿中心轴线方向设置有依次连接的触发脉冲连接电极安装孔、电解质溶液容纳孔及开关连接电极安装孔，

所述触发脉冲连接电极和开关连接电极分别对应安装在触发脉冲连接电极安装孔和开关连接电极安装孔内，电解质溶液容纳孔内放置电解质溶液并依赖触发脉冲连接电极和开关连接电极的封装端封装，

所述保护电阻通过触发脉冲连接电极连接端与高压同轴电缆连接，所述保护电阻通过开关连接电极连接端与MV级电触发开关连接。

上述触发脉冲连接电极通过螺纹结构与触发脉冲连接电极安装孔连接，所述开关连接电极通过螺纹结构与开关连接电极安装孔连接。

上述触发脉冲连接电极的连接端具有一个插口，所述高压同轴电缆的芯体与所述插口插接，所述高压同轴电缆与触发脉冲连接电极安装孔之间具有间隙。

一种上述的MV级电触发开关的触发引入装置的安装方法，其特征在于：

1)将触发脉冲连接电极安装在绝缘壳体上；

2)将电解质溶液注入绝缘壳体的内部；

3)搅动排除溶液内气泡后，将开关连接电极安装在绝缘壳体上；

4)清洁保护电阻，将保护电阻的开关连接电极从高压内筒的外侧穿过高压内筒上的安装孔，用绝缘固定件以螺纹结构与保护电阻相连，将保护电阻固定在高压内筒上，再用导线将保护电阻开关连接电极与MV级触发开关相连；

5)将地电极外筒与高压内筒装配在所应用的脉冲功率装置上，在其中填充绝缘介质；

6)将高压同轴电缆的高压芯线插入保护电阻触发连接电极，再将高压同轴电缆与地电极外筒固定好。

上述的触发脉冲连接电极及开关连接电极均通过螺纹结构与绝缘壳体连接。

本发明的有益效果为：

1、本发明提出了一种新的MV级电触发开关的触发脉冲引入装置，集触发引入与隔离保护于一体，可以避免使用预脉冲电感，安装简便，可靠性高，造价低；