Газонаполненный разрядник

Газонаполненный разрядник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ГАЗОНАПОЛНЕННЫЙ РАЗРЯДНИК, заполненный газом до давления, соответствующего левой ветви кривой Пашена, содержащий электроды, установленные на полых металлических выводах, разделяющий электроды изо^ лятор и металлические экраны,закрепленные в изоляторе, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения величины коммутируемой энергии и долговечности прибора, вдоль внутренней поверхности изоляторарасположено нечетное количество отдельных металлических экранов, которые закреплены на сплошных металлических кольцах, установленных в изоляторе на равном расстоянии одно от другого и от металлических выводов, причем величина зазора между торцами экранов и между экранами и выводами электродов равна высоте рабочего зазора, толщина экранов взята в 2-3 раза больше, чем высота разделяющего их вакуумного промежутка^ а полости выводов электродов сообщаются посредством отверстий в стенках выводов с тороидальной полостью, образованной стенками выводов *и изолятором, и зазором между электродами.!?(Л^ СП СП о» •^l1C

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„455 72 (5Н 4 Н 01 J 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1б

1б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA (21) 1880740/26-25 (22) 02.02.73 (46) 30.07.86. Бюл. Nt 28 (72) Ю.С. Павлов (53) 621.385.1(088.8) (54)(57) ГАЗОНАПОЛНЕННЫЙ РАЗРЯДНИКУ заполненный газом до давления, соответствующего левой ветви кривой

Пашена, содержащий электроды, установленные на полых металлических выводах, разделяющий электроды изо лятор и металлические экраны,закрепленные в изоляторе, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повы- шения величины коммутируемой энергии и долговечности прибора, вдоль внутренней поверхности изолятора расположено нечетное количество отдельных металлических экранов, которые закреплены на сплошных металлических кольцах, установленных в изоляторе на равном расстоянии одно от другого и от металлических выводов, причем величина зазора между торцами экранов и между экранами и выводами электродов равна высоте рабочего зазора, толщина экранов взята в

2-3 раза больше, чем высота разделяющего их вакуумного промежутка а полости выводов электродов сообщаются посредством отверстий в стенках выводов с тороидальной полостью, С

CJ образованной стенками выводов "и изолятором, и зазором между электродами, 455672

Изобретение относится к области конструирования мощных высоковольт-. ных разрядных устройств, работающих при давлениях газа в разрядной камере, соответствующих левой ветви кривой Пашена.

Известно высоковольтное гаэоразрядное устройство, содержащее электроды, разделяющий их изолятор, закрепленный. в центральной части иэо- 10 лятора металлический экран, торцы которого приближены к месту сочленения изолятора и металлическими выводами на расстояние от половины . до двух рабочих зазоров между элек- 15 тродами; величина радиуса кривизны внутренней поверхности разрядной камеры в местах сочленения изолятора с металлическими выводами в любом сечении составляет не менее 20 величины рабочего зазора, величина же сдвига внутренней поверхности изолятора внутрь разрядной камеры относительно внутренней поверхности металлических выводов меньше вели- 25 чины рабочего зазора между электродами. Это устройство работает в об ласти давлений, соответствующих ле,вой ветви кривой Пашена, обеспечивает высокую энергетическую проч- З0 ность

Однако оно имеет ограниченную величину максимальной коммутируемой энергии и малый срок службы.

Цель изобретения — увеличение энергии, коммутируемой газоразрядным прибором, и его долговечности.

Цель достигается тем, что в предлагаемом газонаполненном разряднике у внутренней поверхности изолятора расположены (1+2 ) отдельных металлических экрана, которые закреплены на сплошных металлических кольцах, установленных на изоляторе на равном расстоянии одно от другого и от металлических выводов; вакуумные промежутки между торцами экранов и между экранами и выводами электродов равны высоте рабочего зазора; торцы экрана выполнены шириной в 2-3 раза больше, чем высота разделяющего их вакуумного промежутка; вакуумные полости выводов электродов соединены отверстиями с тороидальной полостью, образованной стенками выводов и изолятором, и с рабочим зазором между электродами.

На чертеже схематически изображен предлагаемый газонаполненный разрядник.

Разрядная камера имеет вид тороидальной полости 1 с врезанным в нее рабочим зазором 2. Последний отделяет электрод 3 от электрода 4, которые закреплены на полых металлических выводах 5 и 6, имеющих вакуумные полости 7 и 8. Вакуумные полости 7 и

8 соединены соответственно отверстиями 9 и 1G с тороидальной.полостью

1 и отверстиями !1 и 12 — с рабочим зазором 2.

Нечетное число (1+2и), где может принимать значения 1, 2, 3 и т,д. (в данном случае три), отдельных металлических экранов 13 закреплено на сплошных металлических кольцах 14, которые установлены в изоляторе 15 на равном расстоянии одно от другого и от металлических выводов

5 и 6.

Такое закрепление экранов обеспечивает всегда расположение в центральной части изолятора 15 одного из экранов 13, который находится под напряжением, равным половине приложенного напряжения, и перекрывает рабочий зазор 2 между электродами

3и4.

Торцы экранов 13 имеют ширину в

2-3 раза больше, чем высота разделяющего их вакуумного промежутка 16.

Вакуумные промежутки 16 между торцами экранов 13 и между торцами и выводами 5 и 6 имеют высоту, равную высоте рабочего зазора 2 между электродами 3 и 4.

Высоту рабочего зазора 2 выбирают исходя из величины требуемой электрической прочности, давления и рода газа, заполняющего прибор. Газоразрядный прибор работает при давлениях, соответствующих левой ветви кривой

Пашена.

Экраны 13 вместе со сплошными кольцами 14 и внутренней поверхностью изолятора 15 образуют вдоль изолятора вакуумные полости-карманы 17.

Снаружи прибора к кольцам 14 и выводам 5 и 6 подсоединен делитель напряжения на резисторах.

Отверстия 9 — 12 конструктивно выполнены так, что обеспечивают в области их расположения при давлениях, соответствующих левой ветви кривой Пашена, высокую электрическую прочность. Сочленения изолятора с

455672

Редактор О. Филиппова Техред И.Попович

Корректор Е. Сирохман

Заказ 4146/3 Тираж 643

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное.Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная, 4 выводами 5, 6 и кольцами 14 могут быть выполнены любыми известными средствами.

В приборе разряд возникает в рабочем зазоре 2 между основными электродами 3 и 4 в результате самопро" боя или его инициирования каким-нибудь известным устройством запуска.

В момент разряда в рабочем зазоре

2 между электродами 3 и 4 повышается давление газа, возникает ударная волна. Плазма разряда, возникающего в рабочем зазоре 2, через отверстия 11 и 12 устремляется в полости 7 и 8, а также движется из рабочего зазора 2 в тороидальную полость 1, налетая на один из металлических экранов 13 и растекаясь вдоль выводов 5 и 6.

Экраны 13, сплошные металлические

Р кольца 14, внутренняя поверхность изолятора 15 образуют вдоль изолятора 15 вакуумные полости-карманы

17. Неионизованный газ тороидальной полости 1 под давлением движущейся плазмы из рабочего зазора 2 устремляется в вакуумные полости-карманы 17, в которых давление газа повышается. Повышение давления газа в замкнутых полостях-карманах 17 вдоль поверхности изолятора 15 препятствует дальнейшему поступлению в эти области движущейся плазмы разряда.

Кроме того, движение плазмы разряда от рабочего зазора 2 к поверхности изолятора 15 происходит поперек силовых линий электрического поля по каналам между экранами 13 и выводами 5 и 6 и между торцами экранов 13 шириной в 2 — 3 раза больше высоты вакуумного промежутка

16. Движение по таким каналам очищает поток газа от заряженных частиц с

4 и паров металла. Заряды снимаются стенками этих каналов, так как к ним приложена разность потенциалов, а пары металла конденсируются на

;этих более холодных металлических стенках.

В рабочем зазоре 2 за ударной волной образуется область разрежения (более пониженного давления газа, чем в остальных частях газоразрядного прибора). В область разрежения рабочего зазора 2 через отверстия 11 и

12 из полостей 7 и 8 начинает поступать газ, выравнивая давление газа 5 в рабочем зазоре 2 и в полостях 7 и

8. Так как давление газа в полостях 7 и, 8 меньше, чем в вакуумных полостях-карманах 17, плазма-. разряда устремляется не в полости-кар20 маны 17 вдоль изолятора 15, где давление газа выше, а через отверстия

9 и 10 в полости 7 и 8 более низкого давления. Таким образом, на протяжении всего времени протекания разря2 да в приборе предотвращается соприкосновение изолятора 15 с плазмой разряда и парами металла, образующимися в рабочем зазоре 2.

Поступление газа через отверстия

Зр 11 и 12 в рабочий зазор 2 в момент разряда при коммутации больших количеств электрической энергии также уменьшает эрозию электродов 3 и 4, так как при этом имеет место меньшее распыпение металла.

Устранение соприкосновения изолятора 15 с плазмой разряда и парами металла в гаэоразрядном приборе позволяет повысить величину коммути4, руемой им электрической энергии, а .также увеличить долговечность прибора при коммутации мощных импульсов в. высоКовольтных установках.