大电流气体火花间隙开关研究
大电流气体火花间隙开关研究通常的气体开关为三电极结构－主电极和触发极，这种结构的开关工作在大电流时，触发电极烧蚀严重，开关的寿命发次不多。对传统的三电极气体开关进行改进，研制了两电极大库仑气体开关。开关的主要部件有金属外壳、主电极、绝缘罩等。主电极采用铜钨合金材料，设计为平顶圆柱形状，边缘倒成圆角，使电弧烧蚀发生在较大的电极表面上，提高烧蚀均匀度，延长电极寿命。无触发极，可避免因触发极烧蚀而降低开关的使用寿命。采用同轴结构，使强磁场力得到平衡以减小振动并保证火花通道处于电极中心区域，减小电极溅射和紫外线对绝缘支撑的污染和破坏。开关的绝缘支撑设计为碗形结构，有较高的耐压强度和机械强度，密封结构为外增压径向密封，易于保证电极装配精度。
图1所示为典型的通过气体开关的电流脉冲波形，本发次通过开关的电流峰值为113 ka。关都可以稳定可靠触发，需要的触发能量为焦耳量级。
大电流试验后开关的耐压能力需要一段时间后才能恢复。分析认为可能的原因如下：其一是大电流通过后开关内的气体温度升高，其绝缘性能相应下降；其二是开关的充氮气工艺不完善，造成放电后在开关内产生氮氧化物、酸性物质等，降低了开关的耐压能力。多次大电流试验造成这些杂质的累积效应可以用氮气冲洗的办法来解决。从图2可以看出，电弧对电极表面的烧蚀比较均匀，多次大电流试验后电极表面形状保存完好。
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