一种真空高压大电流电极的制作方法

本发明涉及高温等离子体物理领域，特别涉及一种真空高压大电流电极。

背景技术：

高温等离子体物理领域实验装置中，反场构形实验过程中，需要将数十kv,上百ka的高压脉冲电流馈入真空天线中，用于等离子体的产生以及压缩加热。在如此高库伦大电流的作用下，高压电极烧蚀及其严重，同时工作在高压环境中，及其容易引起击穿打火，极大影响了电极的寿命。因此，一种结构简单，安装方便，性能可靠，具有超高气密、高绝缘性能的真空馈入电极在市场上急迫需求。现有国内的产品主要有陶瓷封装以及塑料封装两类，但其结构性能不能满足高温等离子体物理领域高压大电流的特点。

真空高压大电流主要解决的问题是，高压结构的真空密封、绝缘等问题。如果高压结构性能不稳定，会造成真空泄露以及放电击穿等现象。因此研制一种能耐高压、通脉冲大电流的真空电极十分有意义。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，设计了一种结构紧凑、性能安全可靠的真空高压大电流电极。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种真空高压大电流电极，该电极包括防护套、高压接头、内六角螺栓、法兰盘、第一无氧铜压圈、第二无氧铜压圈、空心陶瓷馈穿、防护陶瓷管以及导电杆；所述法兰盘两侧同轴对应有高压接头和导电杆，法兰盘刀口一侧通过第一无氧铜压圈与空心陶瓷馈穿的第一法兰短接头进行金属静密封，并通过内六角螺栓锁紧；空心陶瓷馈穿的第二法兰短接头，通过第二无氧铜压圈以及内六角螺栓安装在真空腔体上，保证装置的气密性；导电杆穿过空心陶瓷馈穿，位于真空腔体内；高压电极的外部设有绝缘防护套，防护套上边有高压线引线孔。

其中，所述的空心陶瓷馈穿由一段空心陶瓷管和两个法兰短接头通过钎焊成为一个整体，从而与相连接的其他装置起到数十千伏的耐压能力。

其中，所述防护陶瓷管在靠近法兰盘位置，与导电杆通过螺纹连接，可大大提高电极与所连接装置的击穿电压，使得使用者可以使用高的多的电压。

其中，所述高压连接头、法兰盘以及导电杆作为一个整体，通过空心陶瓷馈穿与装置相连，该电极两端均可与通用的高压电缆接头实现对接，完成高压脉冲电流传输过程，同时保证高真空。

本发明的优点和积极效果是：

1)本发明所述的一种真空高压大电流电极，高压连接头、法兰盘以及导电杆作为一个整体，通过空心陶瓷馈穿与装置相连，该电极两端均可与通用的高压电缆接头实现对接，完成高压脉冲电流传输过程，同时保证高真空，绝缘防护套可以有效的保障实验人员的安全。

2)本发明采用该真空高压大电流电极，完成了高温等离子体物理领域配套工程中的一项重要课题。

3)本发明本方案的高压电极具有体积小、结构简单、耐压高、通流能力强、高真空的特点。

附图说明

图1是本发明一种真空高压大电流电极的剖面装配示意图。

图2是本发明一种真空高压大电流电极的侧视剖面装配示意图。

图中：1为绝缘防护套；2为高压接头；3为内六角螺栓；4为法兰盘；5为第一无氧铜压圈；6为第一法兰短接头；7为空心陶瓷管；8为第二法兰短接头；9为第二无氧铜压圈；10为防护陶瓷管；11为导电杆；12为引线孔。

具体实施方式

以下结合附图和较佳的实施例，对本技术方案进行详细说明。

结合图1、图2，一种真空高压大电流电极，该电极包括绝缘防护套1、高压接头2、内六角螺栓3、法兰盘4、第一无氧铜压圈5、第二无氧铜压圈9、第一法兰短接头6、第二法兰短接头8、空心陶瓷管7、防护陶瓷管10以及导电杆11；所述法兰盘4两侧同轴对应有高压接头2和导电杆11，法兰盘刀口一侧通过第一无氧铜压圈5与空心陶瓷馈穿的第一法兰短接头6进行金属静密封，并通过内六角螺栓3锁紧；空心陶瓷馈穿的第二法兰短接头8，通过第二无氧铜压圈9以及内六角螺栓3安装在真空腔体上，保证装置的气密性；导电杆11穿过空心陶瓷馈穿，位于真空腔体内；高压电极的外部设有绝缘防护套12，可以有效保障作业人员安全。

所述的空心陶瓷馈穿由一段空心陶瓷管7和两个法兰短接头6和8通过钎焊成为一个整体，从而与相连接的其他装置起到数十千伏的耐压能力。

所述防护陶瓷管10在靠近法兰盘4位置，与导电杆11通过螺纹连接，可大大提高电极与所连接装置的击穿电压，使得使用者可以使用高的多的电压。

所述的一种真空高压大电流电极，该电极两端均可与通用的高压电缆接头实现对接，完成高压脉冲电流传输过程，同时保证高真空。

该真空高压大电流电极具体技术指标如下：

(1)真空度：优于10^-6pa；泄漏率：小于10^-12pa·m³·s^-1。

(2)工作电压：ac：40kv。

(3)工作电流：100ka。

(4)通电时间：<5ms。

上述参照实施例对该真空高压大电流电极进行详细的描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属于本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种真空高压大电流电极，包括防护套、高压接头、内六角螺栓、法兰盘、第一无氧铜压圈、第二无氧铜压圈、空心陶瓷馈穿、防护陶瓷管以及导电杆；法兰盘两侧同轴对应有高压接头和导电杆，法兰盘刀口一侧通过第一无氧铜压圈与空心陶瓷馈穿的第一法兰短接头进行金属静密封，并通过内六角螺栓锁紧；空心陶瓷馈穿的第二法兰短接头，通过第二无氧铜压圈以及内六角螺栓安装在真空腔体上，保证装置的气密性；导电杆穿过空心陶瓷馈穿，位于真空腔体内；高压电极的外部设有绝缘防护套，防护套上边有高压线引线孔。该电极两端均可与通用的高压电缆接头实现对接，完成高压脉冲电流传输过程，同时保证高真空，绝缘防护套可以有效的保障实验人员的安全。

技术研发人员：孙玄;林木楠
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：2017.06.26
技术公布日：2017.09.12