一种等离子体喷射触发高压开关用抗烧蚀旋转电弧电极制造技术

本公开涉及一种等离子体喷射触发高压开关用抗烧蚀旋转电弧电极，所述电极利用构成电极的旋弧臂和旋弧面有效减少了放电大电流电弧对电极的烧蚀，利用凹台、凸台或者凹台和凸台的结合在不同程度上减少了放电大电流电弧对激励腔和喷口的烧蚀。本公开具有电极设计简单，电极更换方便的特点，所述电极的设计有效延长了电极、等离子激励腔的使用寿命，提高其经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体喷射触发高压开关用抗烧蚀旋转电弧电极
本公开涉及高压开关领域，特别涉及一种等离子体喷射触发高压开关用抗烧蚀旋转电弧电极。
技术介绍
等离子体喷射触发气体开关由于其工作系数较低、抖动较低等优点在高压开关领域有十分巨大的应用潜力。但等离子体喷射时，由于放电通道同时产生，产生的大电流电弧会明显烧蚀等离子体的激励腔和电极，使气体开关的寿命大大降低，从而降低等离子体喷射触发气体开关的应用潜力。
技术实现思路
针对上述部分问题，本公开提供了一种等离子体喷射触发高压开关用抗烧蚀旋转电弧电极，所述电极具有电极设计简单，电极更换方便的特点，所述电极的设计有效延长了电极、等离子激励腔的使用寿命，提高其经济性。一种等离子体喷射触发高压开关用抗烧蚀旋转电弧电极，所述电极上有一喷口，生成的等离子体经喷口从电极上表面喷射出；所述电极包括旋弧臂和旋弧面；所述旋弧面为闭合曲面，由电极上表面平滑边缘构成；所述旋弧臂分布在喷口和旋弧面之间，相邻的旋弧臂之间存在间隔缝隙。优选的，所述喷口位于一凹台底面上；所述凹台底面与所述凹台内侧壁之间有凹槽。优选的，所述凹台位于一凸台上。优选的，所述凸台外侧面与电极上表面垂直。优选的，所述凹槽的侧面与电极上表面垂直。优选的，所述旋弧臂均匀对称分布。优选的，所述喷口呈圆台状。附图说明图1等离子体喷射用转弧电极主视图；图2等离子体喷射用转弧电极俯视图。具体实施方式在一个基础的实施例中，提供了一种等离子体喷射触发高压开关用抗烧蚀旋转电弧电极，所述电极上有一喷口，生成的等离子体经喷口从电极上表面喷射出；所述电极包括旋弧臂和旋弧面；所述旋弧面为闭合曲面，由电极上表面平滑边缘构成；所述旋弧臂分布在喷口和旋弧面之间，相邻的旋弧臂之间存在间隔缝隙。在这个实施例中，当等离子体喷射后，电弧直接在喷口附近起始，向喷口边缘发展，沿着转弧电极的旋弧臂之间的间隔缝隙做定向运动，在闭合旋弧面形成回路，从而减小了大电流电弧对电极的烧蚀。对于电极的形状没有限制，优选为圆饼状，还可以是椭圆形。优选的，所述喷口位于一凹台底面上；当激励腔产生的等离子体喷射至主间隙时，使放电的大电流电弧更易在凹台附近起始，从而减小放电大电流电弧对激励腔和喷口的烧蚀。采用这样设计的电极，当等离子体喷射后，电弧在发展的初期，将在凹台附近起始，然后沿着凹台边缘发展，向凸台过渡，最终沿着转弧电极的旋弧臂之间的间隔缝隙做定向运动，在闭合旋弧面形成回路。通过对凹台和凸台的设计，可以减小放电大电流电弧对等离子体的激励腔的烧蚀。对于凹台底面的形状没有限制，但是优选为圆形，还可以是椭圆形，或者多边形。优选的，所述凹台位于一凸台上。所述凸台处电场较为集中，对电弧向电极边缘的发展有导向作用。对于凸台外侧面横截面的形状没有限制，但是优选为圆形，还可以是椭圆形，或者多边形。优选的，所述凸台外侧面与电极上表面垂直。垂直的凸台可以使电场更为集中，使大电流电弧快速向旋弧臂扩散。更优的，所述凹槽的侧面与凹槽底面垂直，优选凹槽的两个侧面均与电极上表面或凹槽的底面垂直。具有该设计的凹台结合凸台的侧面的直角结构，可以使凸台附近的电场集中程度最大化，便于使大电流电弧向旋弧臂发展，减少对喷口和激励腔的烧蚀，从而延长开关的寿命。优选的，所述旋弧臂均匀对称分布。优选的，所述喷口呈圆台状。圆台状喷口有利于产生的等离子体喷射出后运动轨迹集中。所述凹台底面与所述凹台内侧壁垂直，此处由于直角结构，电场较为集中，当激励腔产生的等离子体喷射至主间隙时，使放电的大电流电弧更易在凹台附近起始，从而减小放电大电流电弧对所述电极的喷口烧蚀。下面实施例结合附图进行介绍。在一个实施例中，提供了如图1所示的等离子体喷射转弧电极主视图，其中激励腔是喷射等离子体最为关键的元件。不但要可靠地产生喷射等离子体，还要易于安装在触发电极的内部，并且便于调试和拆卸。其中腔体内部由板电极、绝缘子和针电极构成，板电极中心开有圆台状喷射孔，针电极通过绝缘子与板电极电气隔离。针电极尖端稍高于板电极下边沿，迫使放电在针尖与板电极上边沿处形成，有利于快速形成喷射等离子体。电极材料均采用85％-90％的铜钨合金，绝缘子采用抗烧蚀性较好的聚四氟乙烯制成。当在开关主间隙加上一定的直流电压，通常远小于开关的自击穿电压，将触发脉冲施加在针电极时，微型等离子体激励腔内的气体由于过压作用而击穿，形成等离子体从喷口喷射，但由于等离子体温度较高，会对喷射孔造成一定的烧蚀，影响其寿命，因此在其一侧加入了凹台结构，此处电场较为集中，使放电的大电流电弧在凹台附近起始，减小放电大电流电弧对激励腔和喷口的烧蚀，从而延长了其使用寿命。并且由于板电极高出主电极的部分是凸台，其侧面与主电极呈直角结构，电场也较为集中，电弧也较易会在此附近起始。这里所述板电极和主电极构成了本公开的电极，板电极为本公开的凸台部分，主电极为凸台以外的部分。在一个实施例中，提供了如图2所示的等离子体喷射转弧电极俯视图，设计了一种旋弧臂结构，当激励腔中气体击穿后，从喷口释放等离子体，喷射至主间隙，电流电弧从板电极凹台附近起始，沿着凸台直角边缘运动到旋弧臂，沿着气体通道向外做定向运动，因此大电流高温度的电弧不会停留在某一处，大大减小了对电极本体的烧蚀。同时设计了电极最外侧的闭合旋弧面，在电弧运动至电极边缘时，会沿着闭合旋弧面做圆周运动，直至熄灭，避免了电弧剩余的残余热量继续烧蚀电极中心区域，有效地保护了电极的使用寿命，提高了其经济性。这里所述板电极和主电极构成了本公开的电极，板电极为本公开的凸台部分，主电极为凸台以外的部分。以上对本公开进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想；同时，对于本领域技术人员，依据本公开的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本公开的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体喷射触发高压开关用抗烧蚀旋转电弧电极，其特征在于：所述电极上有一喷口，生成的等离子体经喷口从电极上表面喷射出；所述电极包括旋弧臂和旋弧面；所述旋弧面为闭合曲面，由电极上表面平滑边缘构成；所述旋弧臂分布在喷口和旋弧面之间，相邻的旋弧臂之间存在间隔缝隙。

【技术特征摘要】
1.一种等离子体喷射触发高压开关用抗烧蚀旋转电弧电极，其特征在于：所述电极上有一喷口，生成的等离子体经喷口从电极上表面喷射出；所述电极包括旋弧臂和旋弧面；所述旋弧面为闭合曲面，由电极上表面平滑边缘构成；所述旋弧臂分布在喷口和旋弧面之间，相邻的旋弧臂之间存在间隔缝隙；所述喷口位于一凹台底面上；所述凹台底面与所述凹台内侧壁之间有凹槽。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘轩东，冯磊，沈曦，李志兵，颜湘莲，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61