Искровой разрядник

Искровой разрядник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

петен.не q

° <,а Я

4 4ли и

Со4оз Советских

Социалистических

Республик

„„738021

ОП И ЯМЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.04.77 (21) 2469220/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (51) М.К .

Н01Т100

Государственный комитет (23) Приоритет—

Опубликовано 30.05.80. Ьюллетень № 20 (53) УДК 621.316..933 (088.8) но делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 05.06.80 (72) Авторы изобретения

Н. К. Капишников, В. М. Муратов и В. Я. Ушаков

Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте имени С. М. Кирова (71) Заявитель (54) ИСКРОВОЛ РАЗРЯДНИК

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к устройствам формирования прямоугольных импульсов и может быть использовано в сильноточных наносекундных ускорителях.

Известны искровые разрядники, содержащие два электрода, торцовая поверхность одного из которых покрыта слоем вещества, обладающего высокой термо-электронной эмиссией, что способствует улучшению стабильности срабатывания разрядников с газовым наполнением (1).

Наиболее близким из известных технических решений к данному предложению является искровой разрядник, содержащий расположенные в диэлектрической среде противостоящие электроды, поле между которыми слабонеоднородно, и элемент иницирования пробоя, путем локального искажения поля, расположенный на торце одного из электродов (2).

В указанном разряднике элемент инициирования пробоя выполнен в виде металлического кольца с острой кромкой, выступающей за пределы торцовой поверхности электрода. Усиление поля на кромках указанного кольца приводит к возникновению с них коронного разряда и интенсивную подсветку разрядного промежутка. Срок службы разрядника велик так как основной разряд не затрагивает острых кромок колец.

Общий недостаток всех вышеуказанных разрядников, сдерживающий их применение в высоковольтных наносекундных генераторах и ускорителях, состоит в том, что при использовании диэлектрических жидкостей например, трансформаторного масла или очищенной воды, указанные выше способы улучшения стабильности работы разрядника малоэффективны. Это объясняется не только различием в механизме зажигания разряда в этих средах, но и обусловлено малой длиной свободного пробега электронов и интенсивным поглошением излучений в жидких диэлектриках.

Целью настоящего изобретения является повышение стабильности срабатывания в жидки х среда х.

Указанная цель достигается тем, что в искровом разряднике элемент иницйирования пробоя выполнен из твердого диэлектрика, причем диэлектрическая проницаемость (е ) его отличается от диэлектрической проницаемости среды. Работа предло738021

Формула изобретения

j женного устройства основана на принципе искажения поля, обусловлейном сочетанием, по крайней мере, двух изолирующих сред с различными диэлектрическими проницаемостями.

На чертеже изображен искровой разрядник, состоящий из корпуса 1, в котором расположены два электрода 2, 3, являющиеся конструктивными элементами накопителя энергии. Изоляционный элемент инициирования пробоя 4 "представляет собой слой или вставку, изготовленную из полиэтилена и выполненную в виде кольца, и установлен на аноде. В качестве диэлектрической среды в разряднике используется очищенная вода с удельным сопротивлением — 10 Ом см и диэлектрической проницаемостью (6 801

Полиэтилен выбран из условия стойкости к ударным нагрузкам и малого значения диэлектрической проницаемости (6 2,2) .

Работа разрядника осуществляется следующим образом, При зарядке накопителя энергии, например, от высоковольтного импульсного генератора, собранного по схеме АкадьеваМаркса, потенциал на высоковольтном электроде 2 возрастает до значения, определяемого электрической прочностью изоляционной среды разрядника (очищенной воды).

Одновременно вблизи противоположного " " электрода с вставкой или слоем из диэлектрика, на границе раздела вода — твердый диэлектрик происходит искажение (локальное усиление) поля и, тем самым, стабилйзируется процесс зажигания разряда. После срабатывания разрядника, как правило, инициирование разряда осуществляется с другой точки, что способствует равномерной эрозии электрода. Кроме того, вставка, например, в виде кольца способствует не только равномерной эрозии электродов и увеличению срока службы разрядника, но и создаются условия для многоканальной ком : мутации, что является особенно важным в низкоомных устройствах. Расстояние между электродами разрядника устанавливалось из условия, чтобы пробой происходил на фронте импульса или в момейт зарядкй линии до максимальной амплитуды зарядного напряжения. Так, например, при пробое промежутка длиной 10 мм . время запаздывания составило 650 нс, среднеквадратич4: ное отклонение времени запаздывания

45 нс. При этом отклонение амплитуды импульса тока (режим короткого замыкания) составило 7% при среднем значении 40 кА.

После трехсот включений не было отмечено каких-либо изменений в режиме работы разрядника.

Таким образом, наличие локальных участков с искажением (усилением) поля в области анода позволяет стабилизировать процесс зажигания разряда и существенно

10 улучшить режим работы разрядника, а именно: повышается стабильность срабатывания, кроме того вставка или слой диэлектрика, выполненные в виде кольца, способствуют равномерной эрозии электродов и соответственно, увеличивается число включений разрядника с повышенной стабильностью срабатывания, кроме того, реализуется режим многоканальной коммутации. Следует отметить перспективность применения двухэлектродных разрядников в мегавольтze ных генераторах и сильноточных ускорителях с водяной изоляцией, а также в им пульсных устройствах по электрогидравлической обработке материалов, не требующих жесткой синхронизации, с какими-либо другими установками.

Искровой разрядник, содержащий расщ положенные в диэлектрической среде противостоящие электроды, поле между которыми слабо неоднородно, и элемент инициирования пробоя, путем локального искажения поля, расположенный на торце одного из указанных электродов, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности срабатывания в жидких средах; элемент инициирования пробоя выполнен из твердого диэлектрика, причем диэлектрическая проницаемость твердого диэлектрика выбрана отличающейся от диэлектрической проницаемости среды.

Источники информации; принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка ФРГ № 1950090, кл. Н 01 Т 3/00

1973.

45 2. Авторское свидетельство СССР № 351275, кл. Н 01 Т 1/00, 1971.

738021

1 2

Составитель Е. Бочкова

Техред К. Шуфрич Корректор М. Пожо

Тираж 844 Подписное

Редактор В. Левятов

Заказ 2675/32

UHHHllH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4