对称切面60，用来传递扭矩。底座组合30的法兰盘连接部位上设有供绝缘拉杆40下端穿过的穿孔，绝缘拉杆40下端穿过底座组合30后，能够通过螺母固定。
[0024]翻沿13的上端面上沿周向均布有十个盲孔形式的螺纹孔，十根导电柱50分别通过螺纹孔固定在翻沿13上，形成与外部物体导电连接的导电连接结构。十根导电柱50采用紫铜材料加工制造，紫铜材料相对于高纯度钢具有一定的柔软度，在两者结构件高强度组装过程中，能够提高两种零部件接触面的结合度，减小接触电阻。导电柱50的两个端头附近均设计有一个凸肩51，形成结构平台，结构平台的厚度和截面积根据实际通流情况和机械强度设计，该凸肩51具有用于与对应端的外部物体或螺纹孔孔沿压紧配合的导电压紧面，能够起到结构定位和减小接触电阻的作用，进而提高强脉冲功率电流的通流能力。在凸肩51的外侧边缘也加工有对称切面60，便于导电柱50安装紧固。十根导电柱50呈同心圆均匀排布安装在上盖组合10的法兰盘边缘固定孔上，保证上盖组合10金属圆筒的强功率脉冲电流输出的均匀性，同时简化了同轴结构的安装复杂度，实现两电极气体开关的同轴回流技术方案。
[0025]把底座组合30、绝缘圆筒20、上盖组合10按照从下至上的顺序组合在一起。在绝缘圆筒20与底座组合30、上盖组合10的连接部位加装密封圈21，防止气体开关本体漏气。通过绝缘圆筒20外侧的十个绝缘拉杆40把底座组合30、上盖组合10紧固固定。十个绝缘拉杆40呈中心对称分布，利于底座组合30、绝缘圆筒20、上盖组合10三者之间结构固定的受力均匀和气密性。
[0026]在上盖组合10中，在金属筒侧壁对应电极间隙处设有火花塞安装孔，火花塞安装孔内安装了一个辅助触发火花塞70。在气体开关正常触发电压加在两个电极两端时刻，辅助触发火花塞70在高压快脉冲的作用下输出紫外光，紫外光照射在两个电极的间隙高压气体上，使得两个电极间隙的高压气体进行部分电离。同一时刻，气体开关施加具有快前沿特性的主触发高压脉冲，在主触发脉冲高压电场作用下，电极间隙的高压气体完全电离，气体开关导通。通过辅助触发火花塞70，提高了气体开关触发的可靠性和气体开关的使用寿命。在火花塞的安装过程中，保证火花塞的触发电极凸出金属筒内壁表面1mm的距离。该方式能够保证触发的可靠性，又能够提高火花塞电极的使用寿命。安装过程中，保证接口处的气密性。
[0027]两电极气体开关同轴回流的原理和作用如下:
1)在气体开关导通时，大功率脉冲电流流向为:底座组合30的法兰盘一底座组合30的电极一两个电极之间的电极间隙一上盖组合10的电极一上盖组合10的电极座一上盖组合10圆筒壁回流一上盖组合10法兰盘一十根铜柱一大功率脉冲输出；
2)两个电极间隙处在上盖组合10金属内腔中，由于导电连接结构设置在第一电极座11的径向侧壁上，并且设置位置位于电极间隙的下侧，在气体开关导通过程中，上盖组合10金属内腔壁电流流向同两个电极间隙的电流流向相反。依据电磁力的作用原理，上盖组合10金属内腔壁脉冲电流产生的电磁力作用在两个电极间隙放电的电弧上，会对两个电极间隙的放电电弧产生箍束力，该箍束力使得气体开关导通时的电弧被箍束于同轴金属结构中心窄区域内，在该区域内，瞬时温度较高，能够达到2000~4000K，石墨微小颗粒会和腔体内的氧气发生氧化反应，变成C0、C02，在放电结束后，通过高压纯净空气换气，会把残留的气体和颗粒吹出气体开关腔体，避免气体开关因残留导电介质的累计导致气体开关绝缘耐压降低；同时，相比于现有技术中无同轴结构的两电极气体开关，本申请同轴回流结构的气体开关导通时，通过外金属筒壁的强脉冲电流向内的电磁箍束力，使得每一次放电电弧都是在以同轴结构轴心为中心的圆形区域内，相对稳定，该电弧状态使得电极表面被强电弧烧蚀部位是以同轴结构轴心为中心的圆形区域，电极表面烧蚀程度趋于均匀，进而提高两电极气体放电开关的使用寿命；同时导通过程中产生的少量石墨微小颗粒也会被电磁力箍束于同轴金属结构中心窄区域内，避免飞溅到绝缘圆筒20内壁上污染绝缘圆筒20，以此避免溅射的电弧对绝缘圆筒20的影响，进而延长其寿命。另外，在大功率脉冲电流工作状况下，通过同轴回流设计，能够提高两电极气体开关电动力平衡和均匀，进一步提升大容量气体开关的结构工作稳定性，进而提高气体开关电气作稳定性。
[0028]在上述实施例中，导电连接结构采用设置在第一电极座上的翻沿和导电柱，在其他实施例中，导电连接结构也可以替换为其他形式，例如在第一电极座的径向侧壁上于电极间隙的下方设置凸缘，在凸缘上设置导电柱；另外，导电柱也可以替换为其他形式，例如导线；再者，导电连接结构也可以为直接连接在在第一电极座的径向侧壁上的结构，例如通过螺钉或者导电抱箍导电连接在第一电极座的径向侧壁上，此时可以不设置凸缘。在本发明的其他实施例中，第一电极座上也可以同时在径向侧壁上和底壁上设置导电连接结构。
[0029]在上述实施例中，导电柱是通过螺纹连接实现固定，在其他实施例中，导电柱也可以采用其他方式与第一电极座导电和固定，例如焊接或者通过过盈配合连接。
【主权项】
1.两电极气体开关，包括第一电极座、第二电极座和用于形成电极间隙的两电极，所述第一电极座为桶状，所述电极间隙位于第一电极座的内腔中，其特征在于:所述第一电极座的径向侧壁上设有用于使第一电极座与外部物体导电连接的导电连接结构，在第一电极座的轴向方向上，所述导电连接结构位于所述电极间隙靠近第二电极座的一侧。2.根据权利要求1所述的两电极气体开关，其特征在于:所述导电连接结构包括设置在第一电极座的径向侧壁上的凸缘和设置在凸缘上的导电柱；导电柱的一端固定在凸缘上，另一端沿第一电极座的轴向朝向远离第二电极座的方向延伸并超出第一电极座的底壁。3.根据权利要求2所述的两电极气体开关，其特征在于:所述凸缘上设有供导电柱的对应端螺纹连接的安装孔，所述导电柱上设有凸肩，所述凸肩具有用于在旋紧时与安装孔的孔沿压紧配合的导电压紧面。4.根据权利要求2所述的两电极气体开关，其特征在于:导电柱超出第一电极座底壁的一端设有凸肩，所述凸肩具有用于与外部物体压紧配合的导电压紧面。5.根据权利要求2所述的两电极气体开关，其特征在于:所述导电柱是紫铜材料制成。6.根据权利要求2所述的两电极气体开关，其特征在于:所述导电柱设有多根，各导电柱沿圆周均布在凸缘上。7.根据权利要求2所述的两电极气体开关，其特征在于:所述第一电极座朝向第二电极座的开口处设有翻沿，所述凸缘是由所述翻沿形成。8.根据权利要求7所述的两电极气体开关，其特征在于:所述第一电极座与第二电极座之间通过绝缘拉杆连接，所述翻沿上背向导电柱的端面上设有螺纹盲孔，所述绝缘拉杆的对应端上设有与螺纹盲孔螺纹连接的外螺纹。9.根据权利要求2所述的两电极气体开关，其特征在于:第一电极座仅通过所述导电连接结构与外部物体导电连接。10.根据权利要求1或2所述的两电极气体开关，其特征在于:所述第一电极座的径向侧壁上设有与电极间隙沿径向对应的火花塞安装孔，所述火花塞安装孔内设有用于触发电极放电的触发火花塞，所述触发火花塞的电极与第一电极座的径向侧壁的内壁具有间隔。
【专利摘要】本发明涉及两电极气体开关。两电极气体开关，包括第一电极座、第二电极座和用于形成电极间隙的两电极，第一电极座为桶状，所述电极间隙位于第一电极座的内腔中，所述第一电极座的径向侧壁上设有用于使第一电极座与外部物体导电连接的导电连接结构，在第一电极座的轴向方向上，所述导电连接结构位于所述电极间隙靠近第二电极座的一侧。电流通过时，通过第一电极座径向侧壁的电流流向就与通过电极间隙的电流流向相反，通过第一电极座径向侧壁的电流产生的电磁力作用在两个电极间隙放电的电弧上，会对两个电极间隙的放电电弧产生箍束力，使热量、电弧和石墨颗粒集中，使石墨颗粒更多地氧化成气体，减少石墨颗粒对绝缘圆筒的污染，延长开关寿命。
【IPC分类】H01J17/10, H01J17/42, H01J17/06
【公开号】CN105405729
【申请号】CN201510748209
【发明人】邹岩, 黄艳花, 张公全, 吕劲松, 李鹏军, 胡建超, 邓小玉, 李振国, 杨国杰, 刘天强, 张省
【申请人】许继电源有限公司, 许继电气股份有限公司, 许继集团有限公司, 国家电网公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月6日