Газонаполненный разрядник

Газонаполненный разрядник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1б в

g Е1П1 (11) 604052

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскии

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 4 (22) ЗаЯвлЕно 07. 12.76 (21) 2427347/18.-25 с присоединением заявки № (52) М. Кл.

Н 013 17/00

Государственный чомитет

Совете Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 25„04.78.Бюллетень №15 (53) УДК 621.385 (088.8) (45) Дата опубликования описания11, 1 4. И, (72) Автор изобретения

Ю, С. Павлов (71) Заявитель (54) ГАЗОНАПОЛНЕННЫ Й РАЗРЯДНИК

Изобретение относится к области конструирования мощных, высоковольтных разрядных устройств, работающих при давлениях газа в разрядной камере, соответствующих левой ветви кривой Пшена. Такие устройства находят широкое применение в экспериментальной физике, а также в ряде отраслей промышленности для коммутации больших количеств электрической энергии, накопленной в конденсаторных батареях.

Известен газонаполненный разрядник, способный коммутировать большие токи,11. Однако несмотря на наличие металлического экрана, загцищающего изолятор, плазма может взаимодействовать с последним. Поэтому долговечность такого разрядника не высока.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является газонаполненный разрядник, содержащий электроды, установленные на полых металлических выводах, разделительный изолятор, металлические экраны, закрепленные на изоляторе, и заполненный газом до давления, соответствующего левой ветви кривой Пашена. Указанный разрядник имеет определенный предел долговечности, большой вес, вследствие большого веса объемных металлических экранов, что ухудшает его эксплуатационные характеристики.

Целью изобретения является увеличение долговечности разрядника и уменьшение его веса.

Достигается это тем, что в газонаполненном разряднике экраны выполнены полыми с отверстиями в нижней и верхней частях.

На чертеже приведена конструкция предла гаемого газонаполненного разрядника.

Газонаполненный разрядник имеет разрядную камеру, состоящую из тороидалbíой полости 1 и врезанного в нее рабочего зазора 2, который отделяет электрод 3 от электрода 4.

Последние закреплены на полых металлических выводах 5 и 6, имеющих вакуумные полости 7

8. Эти полости соединены отверстиями 9 и с тороидальной полостью 1 и отверстиями 11

15 и 12 с зазором 2. Нечетное число металлических экранов 13 (в данном случае на приведенном рисунке три отдельных экрана) закреплено на сплошных металлических кольцах 14, которые установлены в изоляторе 15.

Отверстия 16 в нижней и верхней частях экранов соединяют их внутренние полости 17 с вакуумными промежутками 18 и полостямикарманами !9.

Металлические кольца 14 установлены на равном расстоянии друг от друга и от металлических выводов 5 и 6. Такое закрепление не604052 четного числа металлических экранов 13 обеспечивает расположение в центральной части изолятора 15 одного из экранов 13, который находится под напряжением, равным половиllo приложенного напряжения, и перекрывает зазор 2 между электродами 3 и 4. Экраны 13 имеют толщину в два-три раза большую, чем высота разделяющего их вакуумного промежутка 18. Вакуумные промежутки 18 между торцами экранов 13 и между торцами и выводами 5 и 6 имеют величину зазора, равную выс< те зазора 2 между электродами 3 и 4.

BI)Icosa зазора 2 выбирается, исходя из величины требуемой электрической прочности, давления и рода газа, заполняющего разрядник.

Газонаполненный разрядник работает при давлениях газа, соответствующих левой ветви кривой Пашена.

В зависимости от необходимой величины вак умного прочем(утка (полостей-карманов) 19, требуемой для надежной защиты внутренней поверхности изолятора от плазмы разряда, отверстия 16, вы Io, IIIÿåìhlñ в нижней и верхней частях каждого экрана могут быть выполнены либо в торцовых стенках экрана 13, как показано на чертеже, либо несколько смещены от внутренней поверхности изолятора 15 и вьиолпены в боковых стенках экранов 13, противостоящих металлическим степкам выводов 5 и 6.

В газонаполненном разряднике разряд возникает в рабочем зазоре 2 между основными электродами 3 и 4 в результате самопробоя 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 лвижется из рабочего зазора 2 в тороидальную полость 1, налетая на олин из металлических экранов 13 и растекаясь вдоль выводов 5 и 6. Неионизован ный газ тороплальной полости 1 под давлением движущейся плазмы из рабочего зазора 2 устремляется в вакуумные полости-карманы 19, в которых давление газа повышается. Повышение давления газа в замкнутl Ix полостях-карманах 19 вдоль поверхности изолятора 15 Ilðåпятствует дальнейшему поступлению в эти области движущейся плазмы разряда. Но при коммутации предельного количества электрической энергии для данного газонаполненного разрядника или несколько большего количества, на которое предназначено данное устройство. нейтральный газ в полостях-карманах 19 может быть сжат до такой степени, что плазма разряда дойдет до поверхности изолятора 15 и вызовет его обгорение и гажение, что в конечном итоге приведет к уменьшению срока службы устройства. Выполнение экранов 13 полыми совместно с исполнением отверстий !6 в нижней и верхней частях каждого экрана 13, которые соединяют полость 1? экранов !3 с тороидальной полостью 1 разрядной камеры, обеспечивает паза Il(I(óòость полостей 17 в экранах 13, созла(т дополнительные обьемы низкого давления газа, обеoII< швает поступление плаз Ibl в м<)м(llT ))азряда В эти )loll()лпитсльные полости 17 низкого давления газа, что уменьшает предельную величину сжатия газа в полостях-карманах 19. Уменьшение предельной величины сжатия газа в полостях-карманах 19 не позволяет нейтральному газу в этих полостях сжаться до такой степени, чтобы плазма разряда дошла до стенок изолятора 15, что предотвращает обгорение и гажение изолятора 15, увеличивает долговечность разрядника, позволяет повысить предельную величину

10 коммутируемой разрядником электрической энергии без увеличения габаритных размеров разрядника.

В зазоре 2 за ударной волной образуется область разряжения более пониженного давления газа, чем в остальных частях газонаполненного разрядника. В область разряжения зазора 2 через отверстия 11 и 12 из полостей 7 и 8 начинает поступать газ, выравнивая давление в зазоре 2 и полостях 8, 7. Так как давление газа в полостях 7, 8 и 18 меньше, чем в полостях-карманах 9, плазма разряда устремляется не в полости-карманы 19 вдоль изолятора 15, где давление газа выше, а через отверстия 9, 10 и 16 в полости 7, 8 и 17 более низкого давления газа.

3а ударной волной движущейся плазмы образуется область разряжения в рабочем зазоре 2, а сама же ударная волна движущейся плазмы устремляется в области более низкого давления газа и через отверстия 9, 10 полости 7, 8 и отверстия 1!, 12 выталкивает газ снова в центральную часть рабочего зазора, зо обеспечивая разряд носителями тока, уменьшая эрозию электродов 3 и 4, так как при этом имеет место меньшее распыление металла.

Выполнение ооъемных металлических экранов полыми и с отверстиями в нижней и верхней частях каждого экрана повышает надеж35 ность разрядника, оез увеличения его габаритных размеров способствует увеличению долговечности разрядника и повышению предельной величины электрической энергии, которую еще мог коммутировать разрядник; улучшает

4О эксплуатационные характеристики устройства в виду уменьшения веса обьемных металлических экранов и позволяет уменьшить расход металла на их изготовление.

Формула изобретения

Газонаполненный разрядник, содержащий электроды, установленные на полых металлических выводах, разделительный изолятор, металлические экраны, закрепленные на изоляторе, и заполненный газом до давления, соответствующего левой ветки кривой Пашена, отличаюи(ийся тем, что, с целью увеличения долговечности разрядника и уменьшения его веса, экраны выполнены полыми с отверстиями в нижg5 ней и верхней частях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 304873, кл. Н 0! J 1?/00, 1971.

2. Лвторское свидетельство СССР Ко 455672, 6О кл. Н 01 J 17/00, 1973.

604052

5 16

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров C(.ÑÐ по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Е. Гончар

Заказ 2106/44

Составитель А. Бишаев

Техред О. Луговая Корректор A. Гриценко

Тираж 960 Г1одписное