吹气式高重复频率自击穿气体火花开关的制作方法

本申请涉及脉冲功率设备技术领域，尤其涉及一种吹气式高重复频率自击穿气体火花开关。

背景技术：

在高功率脉冲技术中，开关具有重要的地位，它直接决定了脉冲功率装置的输出特性。目前，气体火花开关作为重要部件被大量地应用于直线感应加速器等大型脉冲功率装置中，由于气体火花开关在单次放电后，电极间会残留有亚稳态物质、自由电子、空间电荷、气体温度等媒介物，可能会对下次放电造成影响，导致重复频率脉冲放电存在记忆效应，难以实现高重复率工作的技术问题。

技术实现要素：

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请提出一种吹气式高重复频率自击穿气体火花开关，以解决现有技术中自击穿气体火花开关的脉冲难以实现高重复频率工作的技术问题。

本申请一方面实施例提出了一种吹气式高重复频率自击穿气体火花开关，包括：

开关腔体，所述开关腔体左右两侧均开设有孔；开关腔体的上下端分别开设有第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔和所述第二安装孔均为螺纹孔，所述螺纹孔内分别通过螺纹配合拧有第一电轴和第二电轴；

设置在所述开关腔体内部的第一开关绝缘模块和第二开关绝缘模块；所述第一开关绝缘模块通过所述第一电轴与所述开关腔体的上端相连，所述第二开关绝缘模块通过所述第二电轴与所述开关腔体的下端相连；

第一电极和第二电极；所述第一电极的一端与所述第一开关绝缘模块的另一端相连，所述第二电极的一端与所述第二开关绝缘模块的另一端相连，所述第一电极的另一端正对于所述第二电极的另一端；

气体管道，所述气体管道的一端连接到所述开关腔体的右侧孔；以及

高速风机，所述高速风机的出风口与所述气体管道的另一端相连接，所述高速风机的出风口正对于所述第一电极和第二电极。

作为一种可能的情况，所述气体管道为可变结构的管道。

作为另一种可能的情况，所述第一电轴和所述第二电轴的中心在一条直线上。

作为另一种可能的情况，所述第一电极和所述第二电极为平面电极或球形电极。

本申请实施例的吹气式高重复频率自击穿气体火花开关，通过开关腔体内部设置第一开关绝缘模块和第二开关绝缘模块，能够防止高电压下的沿面击穿问题，此外，通过将高速风机的出风口经过气体管道连接到开关腔体，使得气体火花开关的第一电极和第二电极单次放电后，在风机强力作用下，媒介物被吹离放电间隙，不会对下次放电造成影响，从而提高了气体火花开关的最大重复工作的频率。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种吹气式高重复频率自击穿气体火花开关的结构示意图。

图中编号：开关腔体1、第一电轴2、第二电轴3、第一开关绝缘模块4、第二开关绝缘模块5、第一电极6、第二电极7、气体管道8以及高速风机9。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的吹气式高重复频率自击穿气体火花开关。

图1为本申请实施例提供的一种吹气式高重复频率自击穿气体火花开关的结构示意图。

如图1所示，该吹气式高重复频率自击穿气体火花开关，包括：开关腔体1、第一电轴2、第二电轴3、第一开关绝缘模块4、第二开关绝缘模块5、第一电极6、第二电极7、气体管道8以及高速风机9。

其中，开关腔体1的左右两侧均开设有孔。本申请实施例中，开关腔体1可以为同轴结构腔体，以减少结构电感。

开关腔体的上下端分别开设有第一安装孔和第二安装孔，并且第一安装孔和第二安装孔均为螺纹孔，螺纹孔内分别通过螺纹配合拧有第一电轴2和第二电轴3。并且，第一电轴2和第二电轴3的中心在一条直线上。

第一开关绝缘模块4和第二开关绝缘模块5均设置在开关腔体1内部，第一开关绝缘模块4通过第一电轴2与开关腔体1的上端相连，第二开关绝缘模块5通过第二电轴3与开关腔体1的下端相连。

作为一种可能的情况，第一开关绝缘模块4和第二开关绝缘模块5均呈几字型。

本申请实施例中，第一开关绝缘模块4和第二开关绝缘模块5设置在开关腔体1内部，是为了防止开关腔体1在高电压时的沿面击穿。

第一电极6的一端与第一开关绝缘模块4的另一端相连，第二电极7的一端与第二开关绝缘模块5的另一端相连，第一电极6的另一端正对于第二电极7的另一端。在气体火花开关未施加电压时，第一电极6和第二电极7之间留有间隙。

需要说明的是，电极是电子或电器装置、设备中的一种部件，用做导电介质(固体、气体、真空或电解质溶液)中输入或导出电流的两个端。因此，第一电极6和第二电极7中一个为阳极或正极，一个为阴极或负极。例如，第一电极6为阳极，第二电极7为阴极，当然，也可以第一电极6为阴极，第二电极7为阳极，在此不做限定。

作为一种可能的情况，第一电极6和第二电极7可以为平面电极或球形电极，从而使得在第一电极6和第二电极7之间施加电压时，能够产生较均匀的电场。

举例来说，第一电极6和第二电极7为球形电极，在两个球形电极间能够产生较为均匀的电场。

需要说明的是，第一电极4和第二电极5不限于为平面电极或球形电极，其他任意能够产生均匀电场的电极也适用于本申请，在此不再一一示例。

气体管道8，其中，气体管道8的一端连接到开关腔体1的右侧孔，气体管道8的另一端与高速风机9的出风口相连，并且，高速风机9的出风口正对于第一电极6和第二电极7。

其中，气体管道8为可变结构的管道。也就是说，气体管道8并完全是笔直的管道，可以为任意形状的管道，在此不做限制。

本申请实施例中，高速风机9的出风口经过气体管道8接到气体火花开关的开关腔体1时，若高速风机9的出风口和气体火花开关的大小不匹配，可采用可变结构的气体管道8连接。

在使用气体火花开关时，首先开启高速风机9，然后在气体火花开关的第一电极6和第二电极7之间施加电压差，达到一定程度时可使电极间击穿，即开关由关断变为导通，两个电极之间放电。第一电极6和第二电极7在单次放电后，媒介物会残留在放电间隙中，但在高速风机9的强力作用下，媒介物会被吹离放电间隙，不对下次放电造成影响，从而实现了气体火花开关的高重复频率工作，大大提高了自击穿气体火花开关的应用性能。

需要说明的是，气体火花开关的最大重复工作的频率，取决于高速风机9施加在第一电极6和第二电极7之间的风速。也就说，高速风机9的风力越强，能够尽可能的吹离两电极放电间隙之间残留的媒介物，从而使得气体火花开关的最大重复工作频率越大；高速风机9的风力越弱，可能导致两电极放电间隙之间残留有一定的媒介物，从而导致气体火花开关的最大重复工作频率越小。

作为一种示例，高速电机的出风口通过管道与气体火花开关相连接，在气体火花开关开始工作前，开启高速电机，使得在气体火花开关的两个电极之间施加电压后产生的媒介物，能够在高速风机的强力作用下，被吹离放电间隙，避免两个电极单次放电后产生的媒介物残留在放电间隙，对下次放电造成影响的技术问题，从而提高了气体火花开关的高重复工作频率，大大提高了自击穿气体火花开关的应用性能。

本申请实施例的吹气式高重复频率自击穿气体火花开关，通过将高速风机的出风口经过气体管道连接到开关腔体，使得气体火花开关的第一电极和第二电极单次放电后产生的媒介物，在高速风机的强力作用下被吹离放电间隙，不会对下次放电造成影响，从而使得气体火花开关可以重复工作，提高了气体火花开关的最大重复工作的频率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。