[实用新型]气体轨道开关

说明书

技术领域

本实用新型涉及核科学与技术研究领域，是脉冲功率科学与技术分支中的重要前沿研究方向之一，尤其涉及一种气体轨道开关，是磁化靶聚变研究中关于反场构形预加热磁化等离子体产生所需大电流装置平台建设中的核心部件。

背景技术

开关技术作为脉冲功率科学与技术研究领域不可或缺的重要基础支撑，其技术水平直接决定大型脉冲功率装置电压、电流工作指标与后续物理实验水平。针对不同应用场景与使用条件，一般要求所用开关具有高电压、大电流、快导通、高重频、长寿命、低抖动等特性之一，或兼具。高电压开关要求其具有高的耐压能力，主要用于产生高电压输出的脉冲功率装置中，侧重于开关的绝缘耐压性能设计；而大电流开关则要求其具有大的通流导通能力，主要用于产生大电流输出的脉冲功率装置中，侧重于开关的多通道导通、低电感及抗力学冲击强度设计等。

多通道气体火花开关时常被用于大电流、低电感脉冲形成网络中以实现快上升前沿、大电流脉冲的通断。多通道可获得较小的开关电感，有利于提高装置输出水平、承受大电流并可延长开关寿命。现有成熟技术的轨道开关通流能力远小于400kA，因其通流能力不足、工作介质非气体、使用环境非空气、结构尺寸较大等因素制约，为满足实际工作所需，满足实际工作所需，特研制了工作在空气环境中通流能力高达400kA的气体轨道开关。

实用新型内容

针对现有技术存在不足之处，本实用新型的目的在于提供一种气体轨道开关，用于产生反场构形预加热磁化等离子体(磁化靶聚变研究)所需建造的大电流装置；研制的气体轨道开关能够在空气环境中使用，通流能力为400kA。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种气体轨道开关，包括开关基座和开关壳体，所述开关基座开有基座空腔，所述开关基座位于基座空腔中心处设有触发电极中心座，所述开关壳体开有与基座空腔相连通的壳体空腔，所述基座空腔与壳体空腔共同构成开关空腔；所述开关基座上设有两个主电极，每个主电极均具有电极头端和电极尾端，两个主电极的电极头端相对于触发电极中心座对称设置；所述触发电极中心座上设有触发电极，所述触发电极位于两个主电极的电极头端之间，所述触发电极中心座内部设有与触发电极电连接的导电柱，所述开关基座上开有开关触头安装孔，所述开关触头安装孔中安装有与导电柱电连接的触发电极导电开关触头；所述开关基座内部还对应主电极设有电极嵌入座，所述电极嵌入座具有电极连接端A和与电极连接端A电连接的电极连接端B，电极连接端B与主电极的电极尾端电连接，所述电极连接端A贯穿位于开关基座侧壁处；所述开关基座与开关壳体之间通过若干个螺钉连接固定。

为了更好地实现本实用新型，所述开关基座侧壁上设有连接件，所述开关基座、触发电极中心座、电极嵌入座、主电极、连接件整体浇注加工成型制造。

作为优选，两个主电极的电极头端均为半圆柱体形状，所述触发电极整体呈三棱柱体形状，触发电极的触发顶点位于两个电极头端的中心连线以下。

作为优选，所述开关壳体侧壁上设有连接件，所述连接件上开有若干个螺纹连接孔B。

作为优选，所述电极尾端通过若干个螺钉与电极连接端B连接固定。

作为优选，两个主电极之间所能承受的通流能力为400kA。

作为优选，所述开关基座由乙烯基树脂材料制造而成；所述主电极由铬锆铜电极制造构成，所述触发电极采用铬锆铜材料制造而成。

本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型采用整体浇注成型工艺，简化了开关空腔的密封结构，减少了系统元器件数量，降低了开关维保工作量，并提高开关力学性能以导通大电流。本实用新型的开关基座采用乙烯基树脂，开关基座与连接件采用整体浇注加工成型，使得开关基座体更有弹性，更不易破碎，有更高的抗冲击强度，可提高其通流能力。

(2)本实用新型主电极采用大直径直线轨道铬锆铜电极，降低了充电时开关电极表面电场强度的梯度变化，并有效减小触发电极区域的电场梯度，提高开关工作可靠性。

(3)本实用新型无需额外的触发偏置或耦合元器件，可直接连接触发电缆，从而减小触发环路电感量，有利于触发电极获得高陡度触发脉冲。触发电极采用铬锆铜材料，安装在主电极轴线以下，减小触发极的烧蚀，从而延长开关使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的剖视图；

图2为本实用新型开关基座的结构示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：