一种用于金属丝脉冲放电的负载旁路装置的制作方法

本实用新型涉及脉冲功率技术领域，特别是用于金属丝脉冲放电的负载旁路装置。

背景技术：

金属丝电爆炸是脉冲功率技术领域比较成熟的一项技术，该技术已在金属纳米材料制备、水下冲击波产生、金属丝断路开关等专业方向取得了成功的应用，但金属丝电爆炸的物理过程、放电过程能量沉积特性，冲击波产生机理、等离子体特性、光辐射特性等关键问题的研究仍然不足，导致放电过程初始储能无法得到最大化利用，限制了金属丝电爆炸能量转化效率的提高，进而阻碍了其深入研究和进一步的工业应用。

对金属丝电爆炸技术开展深入研究需要对放电过程发生的各类物理现象进行细致的观测，目前，测量手段主要包括光学诊断(光谱仪、激光干涉仪、条纹相机、纹影仪、光强计等)，冲击波压强诊断和电学诊断(金属丝电压、电流测量等)等。以上诸类诊断手段多以对金属丝电爆炸整个放电过程进行测量为主，而金属丝电爆炸过程实际上分为液化、汽化、击穿形成等离子体放电等多个过程。从产生发光、冲击波等效应的过程来研究，可将金属丝电爆炸过程分为汽化(包含)之前和击穿形成等离子体放电(包含)之后两个阶段，两个阶段相互关联，如果能够将二者分开进行独立观测，对金属丝电爆炸机理、放电过程、效应增强等方面的研究会有很大帮助。

技术实现要素：

本实用新型可将金属丝电爆炸的汽化和击穿形成等离子体放电两个阶段分开，以便进行独立研究和测量。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型包括如下的结构特征：

一种用于金属丝脉冲放电的负载旁路装置，具有放电负载本体dl与旁路片ps，放电负载本体dl包括高压电极1、绝缘子2、回流柱3、金属丝4、地电极8、地电极支撑螺杆9、下电极盘11和紧固螺丝12，旁路片ps包括金属平板6，连接螺丝7，紧箍结构10，其特征在于旁路片通过安装孔位13套在回流柱3上，并可上下移动，以决定旁路片的金属丝的长度，从而改变放电参数，确定位置后利用连接螺丝，使旁路片与回流柱可靠连接，保证机械强度和导电性能；紧箍结构10与金属平板结构6之间通过螺丝7连接，金属丝4从小孔5正中间穿过；紧箍结构10与金属平板结构6相接之处均开半圆孔，拼成安装孔位13，金属平板6，中部有经过倒圆角处理的；

本实用新型提供一种能够将金属丝电爆炸过程的汽化阶段和击穿形成等离子体放电阶段进行分离的装置，可仅保留金属丝汽化(包括)之前的放电阶段，抑制等离子体形成和后续的放电阶段。其依据放电理论的基本原理，通过控制该装置的关键参数，当放电想击穿过程发展时，该装置将放电旁路，电流流过该旁路装置，不再流过金属丝汽化形成的金属蒸汽，以实现对金属丝电爆炸过程研究的精细控制。

有益效果

本实用新型可将金属丝电爆炸的汽化和击穿形成等离子体放电两个阶段分开，以便进行独立研究和测量，这对金属丝电爆炸机理、放电过程、效应增强等方面的研究会有很大帮助，对金属丝电爆炸的物理过程、放电过程能量沉积特性，冲击波产生机理、等离子体特性、光辐射特性等关键问题的研究大有帮助，同时对金属丝电爆炸能量转化效率的提升，和促进该技术进一步深化工业应用也有助益。

附图说明

图1为负载旁路装置示意图；

图2为旁路片结构示意图；

图3为负载旁路装置的安装方式局部剖视图

图中1为高压电极，2为绝缘子，3为回流柱，4为金属丝，5为小孔，6为金属平板结构，7为螺丝，8为地电极，9为地电极支撑螺杆，10为紧箍结构，11为下电极盘，12为紧固螺丝。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种用于金属丝脉冲放电的负载旁路装置，具有放电负载本体dl与旁路片ps，放电负载本体dl包括高压电极1、绝缘子2、回流柱3、金属丝4、地电极8、地电极支撑螺杆9、下电极盘11和紧固螺丝12，旁路片ps包括金属平板6，连接螺丝7，紧箍结构10，其特征在于旁路片通过安装孔位13套在回流柱3上，并可上下移动，以决定旁路片的金属丝的长度，从而改变放电参数，确定位置后利用连接螺丝，使二者可靠连接，保证机械强度和导电性能；紧箍结构10与金属平板结构6之间通过螺丝7连接，金属丝4从小孔5正中间穿过；紧箍结构10与金属平板结构6相接之处均开半圆孔，拼成安装孔位13，金属平板6，中部有经过倒圆角处理的；高压电极1和地电极8采用耐烧蚀的金属材料制成，中间开有直径为2mm的圆孔，用以安装并焊接金属丝4；金属丝4可采用所需材质的金属丝，并需要拉直安装，从小孔5中心穿过；地电极支撑螺杆9采用不锈钢支撑，与下电极盘通过螺纹连接，并利用紧固螺丝12锁紧；金属平板6一般采用黄铜材质，与金属丝4方向正交；箍紧结构10通过四颗连接螺丝7安装到金属平板9。

旁路片ps通过安装孔位13安装到放电负载本体dl上后，高压电极1和地电极8施加高电压之后，金属丝4上流过数十安培的电流，此时由于金属丝4与旁路片ps电压很低，因此二者不会发生击穿形成放电；金属丝在大电流焦耳加热的作用下，快速发生液化和汽化形成金属蒸汽，金属蒸汽属于高电阻介质，高压电极1和地电极8之间的电压迅速加大，导致金属蒸汽与旁路片ps的金属平板6之间迅速发生击穿形成放电；之后金属平板6与地电极8之间电压迅速降低，因此金属平板6与地电极8不会再发生击穿形成电弧放电，从而抑制旁路金属丝形成金属蒸汽之后的放电过程，达到旁路后续放电的作用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种用于金属丝脉冲放电的负载旁路装置，其特征在于包括放电负载本体dl与旁路片ps，放电负载本体dl包括高压电极(1)、绝缘子(2)、回流柱(3)、金属丝(4)、地电极(8)、地电极支撑螺杆(9)、下电极盘(11)和紧固螺丝(12)，旁路片ps包括金属平板(6)，连接螺丝(7)，紧箍结构(10)，旁路片ps通过安装孔位(13)套在所述回流柱(3)上，可在回流柱(3)上下移动，旁路片ps可通过螺丝固定在回流柱(3)上，旁路片ps中部开有小孔(5)，金属丝(4)从中穿过。

2.根据权利要求1所述的用于金属丝脉冲放电的负载旁路装置，其特征在于通过改变小孔(5)的直径，可以改变发生旁路的时刻。

3.根据权利要求1所述的用于金属丝脉冲放电的负载旁路装置，其特征在于所述紧箍结构(10)与所述金属平板(6)之间通过所述螺丝(7)连接。

4.根据权利要求2所述的用于金属丝脉冲放电的负载旁路装置，其特征在于所述紧箍结构(10)与所述金属平板(6)相接之处均开半圆孔，拼成安装孔位(13)。

技术总结
一种用于金属丝脉冲放电的负载旁路装置，具有放电负载本体DL与旁路片PS，放电负载本体DL包括高压电极1、绝缘子2、回流柱3、金属丝4、地电极8、地电极支撑螺杆9、下电极盘11和紧固螺丝12，旁路片PS包括金属平板6，连接螺丝7，紧箍结构10，旁路片通过安装孔位13套在回流柱3上，并可上下移动；从而实现可将金属丝电爆炸的汽化和击穿形成等离子体放电两个阶段分开，以便进行独立研究和测量。

技术研发人员：周海滨;张文译;艾宁;王一帆;王伟;刘星辰;梁旭;李哲;王东亮;谭朝明
受保护的技术使用者：中国船舶工业系统工程研究院
技术研发日：2019.08.29
技术公布日：2020.07.21