長(zhǎng)壽命場(chǎng)畸變氣體開關(guān)的研究.pdf

1、脈沖功率技術(shù)是一門在科學(xué)研究領(lǐng)域和工業(yè)工程領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用的高科技技術(shù),其中開關(guān)元件是脈沖功率系統(tǒng)中關(guān)鍵的組成部件,氣體火花開關(guān)因?yàn)槠鋵?dǎo)通迅速,導(dǎo)通電阻小,工作電壓高,傳導(dǎo)電流大,工作穩(wěn)定,導(dǎo)通分散性低,工作電壓調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單方便,結(jié)構(gòu)穩(wěn)固,造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn),所以其作為大功率閉合開關(guān)在脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛的使用,但是由于氣體開關(guān)工作壽命受限,給實(shí)際脈沖功率裝置的使用和維護(hù)帶來了不便。本文以常用的場(chǎng)畸變氣體開關(guān)為對(duì)象,研究提升氣體開關(guān)使用壽

2、命和可靠性的具體方法。
　　本文首先從脈沖功率技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用出發(fā),著重介紹了開關(guān)技術(shù)對(duì)于脈沖功率技術(shù)發(fā)展的重要意義,以及常用閉合開關(guān)的種類和性能。根據(jù)氣體放電原理深入研究了氣體開關(guān)火花通道的形成機(jī)理,通過數(shù)值仿真考察氣壓和電極間距等因素對(duì)開關(guān)導(dǎo)通特性的影響。為開關(guān)壽命的提高提高理論依據(jù)。針對(duì)影響開關(guān)使用壽命的不同因素,通過對(duì)開關(guān)電極材料燒蝕以及開關(guān)絕緣失效的分析,在氣體開關(guān)的電極材料、電極形狀、絕緣材料、絕緣結(jié)構(gòu)等方面上,提出了

3、提高氣體開關(guān)壽命和可靠性的方法,如可以選用熔點(diǎn)高耐燒蝕的金屬作為開關(guān)電極材料;優(yōu)化電極表面形狀改善開關(guān)空間電場(chǎng)分布,使火花放電起始點(diǎn)隨機(jī)分布于開關(guān)電極表面,減輕開關(guān)燒蝕;在開關(guān)內(nèi)部設(shè)計(jì)金屬擋板,減小放電過程中金屬濺射對(duì)絕緣材料的污染。
　　根據(jù)上述提高氣體開關(guān)壽命的具體途徑,研究設(shè)計(jì)了一種加裝預(yù)電離電極的場(chǎng)畸變開關(guān),通過對(duì)開關(guān)的基本試驗(yàn)表明,開關(guān)整體靜態(tài)穩(wěn)定性良好,觸發(fā)可靠,導(dǎo)通分散性小,多次放電后,開關(guān)的自擊穿電壓沒有顯著變化,