Многозазорный разрядник

Многозазорный разрядник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 041 1.78 (21) 2682195/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 1506,80. Бюллетень Мо 22

Дата опубликования описания 150680 (51)М. Кл.

H 01 J 17/04

Государственный комитет

СССР по делом изобретений и открытий (53) УДК 5зз.9.0з. .07(088.8) (72) Авторы изобретения

A.Í.Ñâèðèäoâ и IO.Ä.Òîoïèõèí (71) Заявитель (5 4) МНОГОЗАЗОРНЫЯ РАЗРЯДНИК

Изобретение относится к газоразрядным приборам и может использоваться, например, для коммутации токов большой амплитуды в генераторах высоковольтных наносекундных импуль- S сов.

Известны разрядники, используекияе в качестве коммутаторов тока, имеющие два металлических электрода, отстоящих один от другого на опреде- 10 ленном расстоянии, и один или несколько поджигающих электродов (Ij.

Подобные разрядники имеют следующие недостатки:

1. Сравнительно небольшой срок службы (10 -10 вклйчбний), обуслов- ленный, главным образом, распылением материала электродов из-за искрового характера пробоя промежутков.

2. Невысокую предельную рабочую частоту включений, ограничиваемую локальным перегревом газа в искровых промежутках, 3. Необходимость заполнения разрядника I àçîì при больших давлениях (порядка десятков атмосфер) для обеспечения короткого времени коммутации (10 З с) .

Известен многозазорный разрядник, содержащий оболочку, ограничивающую З0

2 разрядное пространство, и систему металлических электродов, разделенных газовыми промежутками (2) . Эта конструкция позволяет получить небольшие времена коммутации при давлениях газа порядка атмосферного.

Недостатки разрядника — распыление электродов и перегрев газа — связаны с искровым характером пробоя промежутков. Кроме того, индуктивность искры ограничивает минимальную величину времени коммутации разрядника.

Все это снижает предельную частоту включений и срок службы разрядника.

Цель изобретения — увеличение предельной рабочей частоты включений и срока службы.

Поставленная цель достигается тем, что между металлическими электродами расположены дополнительные электроды из резистивного материала, удельное сопротивление которого выбрано согласно неравенствуО

20 (p((0,01 -: 0,1),— „,Г, где G — удельное сопротивленйе резистивного материала, Ом. см; ()„р- напряжение пробоя разрядника;

Т вЂ” ток разряда;

n — число дополнительных резистивных электродов;

741345 — толщина резистивного электрода в направлении разряда;

S — площадь рабочего поперечного сечения дополнительного реэистивного электрода.

Приведенные граничные условия получены экспериментально. Они обусловлены тем, что вне обозначенного диапазона газовый разряд является искровым с присущими ему недостатками: высокой плотностью тока и большой индуктивностью, приводящими к снижению рабочей частоты срабатываний разрядника.

При S(20 Ом.см через дополнительный реэистивный электрод начинается каскадный искровой разряд. При

P > (0,01 -О, 1) П„S/) п ограничивается разрядный ток, что приводит к неоправданным потерям и снижению КПД устройства.

Введение дополнительных электродов создает условия для диффузного пробоя газовых промежутков. Так как при этом обеспечивается равномерность пробоя по всей площади электродов, плотность разрядного тока резко уменьшается, что существенно снижает распыление электродов и увеличивает срок службы устройства. Газ в прост— ранствах между электродами нагревается значительно меньше, чем при искровом характере пробоя, что позволяет увеличить рабочую частоту включений. Диффузный характер пробоя приводит также к снижению индуктивности разрядника, что уменьшает время коммутации.

Предлагаемый разрядник представлен .<а чертеже.

В корпусе 1 разрядника расположены металлические электроды 2-5 и резистивные электроды 6, разделенные изоляторами !. Штуцер 8 предназначен для напуска газа в корпус, Электрод

2 служит анодом, электрод 4 — катодом, электрод 5 — поджигающий.

Разрядник работает слЕдуюшим образом.

В исходном положении на анод подано высокое напряжение положительной полярности. После подачи на электрод 5 поджигающего импульса напряжения газовые промежутки между электродами пробиваются, замыкая цепь электрической схемы.

Экспериментально устанонлено, что пробой газоного промежутка в описанной конструкции в диапазоне давлений от нескольких торр до нескольких атмосфер между металлическими и резистивными электродами носит диффузный характер и отличие от искрового гробоя между металлическими электродами.

В экспериментальном образце реэистивные электроды были изготовлены из германия марки ГМО-5-200 гв диаI

I ветром 20 см, толщиной 2 см. Удельное сопротивление германия ГМО-5-200гв равно 50 Ом си.

При рй = 40 торр ° см (р — давление газа разряднике, d — расстояние между электродами) амплитуда импульса тока составила 5 ка при длительности импульса тока 10 с.

Испытания показали, что благодаря равномерности пробоя по всей площади электродов резко уменьшается плотность разрядного тока. При указанных параметрах разряда плотность тока

15 си2

j = 4 в, в то вг емя как при искровом пробое при диаметре искры .0,2см

60®.

В предложенном разряднике резко снижается распыление электродов, поэтому увеличивается срок его службы, 20 Значительное уменьшение нагрева газа в промежутках позволяет увеличивать рабочую частоту включений.

Время коммутации также уменьшается за счет уменьшения индуктивносg5 ти разрядника в результате ранномерного распределения разряда по плошади электродов.

Формула изобретения

Иногозазорный разрядник, содержащий оболочку, ограничивающую разрядное пространство, и систему металлических электродов, разделенных газовыми промежутками, о т л и ч а ющ н и с я тем, что, с целью увеличения предельной рабочей частоты включений и срока службы, между металлическими электродами расположены до40 полнительные электроды иэ резистивного материала, удельное сопротивление которого выбрано согласно неравенству; Unp -S

< P ((0,01-;0,1)

45 где S — удельное сопротивление резистивного материала;

П вЂ” напряжение пробоя разрядАР ника;

1 — ток разряда;

50 n — число дополнительных резистивных электродов; — толщина резистивного электрода;

S — плошадь рабочего поперечного сечения дополнительных резистивных электродов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Киселев Ю.В,. и др. Искроные раз. рядники. N., Советское радио, Щ 1976, ". 39-55.

2. Авторское свидетельство СССР

М 184342, кл. Н 01 J 17/04, опублик.

1965 (прототип), 741345

Составитель A.Ëàòàé

Редактор Т.Орловская Техред Н.Бабурка Корректор Г,наэарова

Закаэ 3212/50 Тираж 84 4 Подпи сн ое

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Ó>êãîðîä, ул.Проектная, 4