专利摘要

一种用于旋转火花开关的电极组，圆环电极的外圆表面沿圆环轴向设有N条凹槽，N条凹槽将圆环电极的外圆表面分隔出N条螺旋放电单元，N条凹槽与N条螺旋放电单元相间排列，N≥2。该圆环电极能够避免由于高频率放电导致的放电电极固定点放电现象，达到延长放电电极寿命、保证旋转火花开关放电稳定的目的。

权利要求

1.一种用于旋转火花开关的电极组，其特征在于，

所述电极组包括:圆环电极、地电极以及高压电极；

所述圆环电极处于所述地电极与所述高压电极之间的轴对称位置；

所述圆环电极的外圆表面沿圆环轴向设有N条凹槽，N条所述凹槽将所述圆环电极的外圆表面分隔 出N条螺旋放电单元，N条所述凹槽与N条所述螺旋放电单元相间 排列，N≥2；

所述圆环电极为旋转电极，所述地电极与所述高压电极均为固定电极，旋转的圆环电极上的所述螺旋放电单元与两个固定电极之间分别形成两个可以左右移动的放电区，所述地电极和所述高压电极上的放电区间随着所述圆环电极的旋转往复移动。

2.如权利要求1所述的用于旋转火花开关的电极组，其特征在于，所述圆环电极的材料采用钨铜制成。

3.如权利要求1所述的用于旋转火花开关的电极组，其特征在于，所述螺旋放电单元的螺旋角为55度。

4.如权利要求3所述的用于旋转火花开关的电极组，其特征在于，所述螺旋放电单元的边缘为倒圆角。

说明书

技术领域

本发明火花开关涉及脉冲功率技术中的旋转火花开关，具体涉及一种用于脉冲大电流开关的圆环电极结构。

背景技术

旋转火花开关是脉冲功率设备中的关键器件，其作用是将充好电的电容器组在微秒量级内将能量对负载释放。在高压大电流脉冲功率设备中，随着功率的增大、频率的提高，对开关的性能要求的越来越高。电极烧蚀是影响火花开关寿命的最主要因素，火花开关功率的增大、频率的提高，必然带来开关电极的快速烧蚀，而电极的烧蚀会带来电极型貌的变化和电极间距的变化，并导致开关工作的不稳定，减少开关的寿命。

由于脉冲放电时间间隔较小于2ms，在电极间氮气流速一定的情况下，在地电极与高压电极表面上，上一次放电产生的热影响并未完全消除；第一次放电对电极放电点产生的烧蚀使放电点表面形成毛刺，导致该点的局部电场强度会比未放电的电极表面场强增强，该点产生第二次放电的几率更高，易形成放电点固定在电极上某一点。短时间固定点放电不影响开关性能，但长时间固定点放电会出现放电电极局部烧蚀过快，最终导致放电不稳定甚至短路现象。

与本发明相近的电极是专利号ZL200710083687.X中描述的圆柱形旋转电极，该电极工作在500Hz以下时，放电稳定，但在频率大于500Hz时，易出现放电通道集中在电极上的某一固定点，使放电电极局部烧蚀过快，引起开关工作不稳定甚至短路，降低开关工作寿命。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种用于旋转火花开关的电极组，保证旋转火花开关放电稳定的目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于旋转火花开关的电极组，其特征在于，

电极组包括:圆环电极、地电极以及高压电极；

圆环电极处于电极与高压电极之间的轴对称位置；

圆环电极的外圆表面沿圆环轴向设有N条凹槽，N条所述凹槽将圆环电极的外圆表面分隔 出N条螺旋放电单元，N条所述凹槽与N条螺旋放电单元相间 排列，N≥2；

圆环电极为旋转电极，电极与所述高压电极均为固定电极，旋转的圆环电极上的螺旋放电单元与两个固定电极之间分别形成两个可以左右移动的放电区，电极和高压电极上的放电区间随着圆环电极的旋转往复移动。

优选地，所述圆环电极的材料采用钨铜制成。

优选地，所述螺旋放电单元的螺旋角为55度。

优选地，所述螺旋放电单元的边缘为倒圆角。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图；

图2为本发明实施例的结构剖视图。

其中：1-地电极；2-上间隙；3-圆环电极；31-凹槽；32-螺旋放电单元； 4-开关绝缘筒；5-下间隙；6-高压电极。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。

如图1所示，本实施例中圆环电极3结构由外圆表面沿圆环轴向设有8条凹槽31，8条凹槽31将圆环电极的外圆表面分隔出8条螺旋放电单元32，凹槽31与螺旋放电单元32相间排列，用于旋转火花开关的圆环电极材料选用耐腐蚀的材料，综合考虑选用钨铜制成。凹槽31宽度为22mm,深度为5mm,螺旋放电单元32螺旋角为55度，圆环电极3外直径为120mm,宽为50mm。

在一些较佳的实施例中，螺旋放电单元32的边缘均为倒圆角。

如图2所示：本实施例中的剖面示意图。旋转火花开关结构主要由地电极1、上间隙2、开关绝缘筒4、下间隙5及高压电极6组成，开关绝缘筒4呈环圆形，开关绝缘筒4材料可以由有机玻璃、尼龙等绝缘材料制作，开关绝缘筒 4主要起到密封、绝缘和支撑三个电极的作用，地电极1与高压电极6均为长方形，正对圆环电极3的地电极1与高压电极6的楞边均做圆角处理，此时圆环电极3处于地电极1与高压电极6对称轴位置，地电极1与圆环电极3之间构成上间隙2，高压电极6与圆环电极3之间构成下间隙5。凹槽31沿外圆周表面最大宽度小于高压电极6和地电极1的宽度，保证圆环电极3转到任意位置都能保持上间隙2和下间隙5尺寸不变。

当旋转火花开关工作时，圆环电极3旋转，相对于上地电极1与下高压电极6两个固定电极，旋转电极上的螺旋放电单元32与两个固定电极形成两个可以左右移动的放电区，从而避免高频率放电时固定电极极易出现放电点固定不动的问题。

本实施例的旋转火花开关的工作过程如下：充好电的电容器组，正极性电压连接高压电极6，负极性连接电压地电极1，并与负载连接组成放电回路，根据开关的工作电压设定好开关的充气压力和电极上间隙2与下间隙5，为提高放电频率，在开关绝缘筒4沿着上间隙2与下间隙5的两侧分别设有进气口和排气口，向上间隙2和下间隙5吹高速氮气，开关工作时圆环电极3旋转，在当充电电压达到开关间隙工作电压的70％左右，从触发器输出的高压触发脉冲加到圆环电极3上，与上间隙2和下间隙5中的气体产生过电压击穿，开关由绝缘迅速导通，形成一次放电脉冲，同时高速氮气气流将上间隙2和下间隙 5中的放电后产生的电离气体和溅射物吹出间隙放电区，上间隙2和下间隙5 恢复绝缘状态，准备下一次放电。

本发明的圆环电极，其工作过程如下：圆环电极3设置有内孔，所述内孔安装在开关旋转轴上，由旋转轴带动电极旋转，旋转火花开关工作时，圆环电极3沿轴心旋转，地电极1和高压电极6固定不动，上间隙2与下间隙5的上下两放电间隙大小保持不变，由于凹槽31表面距地电极1和高压电极6的距离大于圆环电极3外圆表面距地电极1和高压电极6的距离，因此凹槽区表面不参与放电，圆环电极3外圆表面被凹槽31隔离成螺旋放电单元32，地电极 1和高压电极6上的放电区间随着圆环电极3的旋转沿其轴向往复移动，由于圆环电极3上放电区为螺旋形状，当圆环电极3上一放电区间未转过放电上间隙2和下间隙5，下一放电区已进入上间隙2和下间隙5放电区间，放电点保持脉冲放电的同时又被强制在地电极1和高压电极6表面移动，能有效的延长了放电点的冷却时间，消除了地电极1和高压电极6上放电点固定不动的现象，使得电极烧蚀均匀，保证了开关放电稳定性，延长了电极寿命。

本实施例已经对发明内容给出了充分的说明，普通技术人员足以通过本发明说明书的内容加以实施。在权利要求的框架下，任何基于本发明思路的改进属于本发明的权利范围。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

一种用于旋转火花开关的电极组专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。