ТРЕХЭЛЕКТРОДНЫЙ ГАЗОВЫЙ РАЗРЯДНИК С КОЛЬЦЕВЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ Российский патент 2003 года по МПК H01T1/00 

Изобретение относится к области импульсной техники и предназначено для формирования высоковольтных сильноточных наносекундных импульсов напряжения, используемых для электропитания в основном сильноточных импульсных электрофизических устройств, например ускорителей заряженных частиц.

Известен трехэлектродный газовый разрядник с кольцевыми электродами, содержащий размещенные в разрядной камере соосно друг другу первый и второй основные электроды и расположенный между основными электродами соосно им промежуточный (поджигающий) электрод, разрядная камера входным и выходным отверстиями сообщается с демпферными объемами, через которые обеспечивается вентиляция разрядной камеры (М.В. Бабыкин и др. Долговечные малоиндуктивные разрядники с непрерывным потоком газа // Приборы и техника эксперимента, 1974, 2, с. 105-107, рис.1),
Недостатком известного разрядника является то, что вентилирующий поток газа напрямую не проходит ни через один из двух разрядных промежутков, что вызывает завихрения потока газа в этих промежутках и препятствует выносу продуктов искры (эрозия электродов, ионизация газа) из разрядных промежутков. В результате увеличивается время восстановления разрядника (восстановление электрической прочности разрядных промежутков после разряда) и нагрев разрядника (потери энергии), ограничивается верхний предел частоты повторения импульсов.

Известен также трехэлектродный газовый разрядник с кольцевыми электродами, содержащий размещенные в разрядной камере соосно друг другу первый и второй основные электроды и расположенный между основными электродами соосно им промежуточный (поджигающий) электрод, разрядная камера входным и выходным отверстиями сообщается с расширительной камерой, включающей напорный элемент - вентилятор (а.с. СССР 1510655, Н 01 Т 1/00, oпубл. 20.02.95),
Недостатком такого разрядника является то, что вентилирующий поток газа напрямую проходит только через один из двух разрядных промежутков, не обеспечивая вентиляции другого (поджигающего) разрядного промежутка, при этом продукты искры выбрасывемые ударной волной из поджигающего разрядного промежутка, заносятся в другой разрядный промежуток, частично оседая на рабочих поверхностях электродов этого разрядного промежутка. Увеличивается время восстановления разрядника и нагрев разрядника, ограничивается верхний предел частоты повторения импульсов.

Наиболее близким к предложенному техническому решению (прототипом изобретения) является трехэлектродный газовый разрядник с кольцевыми основными электродами (а.с. СССР 884013, Н 01 Т 1/00, oпубл. 23.11.81), содержащий размещенные в корпусе разрядника соосно друг другу первый и второй основные кольцевые электроды и расположенный соосно им промежуточный (поджигающий) электрод, также практически являющийся кольцевым, так как используемая для осуществления разряда треугольная в сечении рабочая оконечность этого электрода является кольцевой. Вдоль оси промежуточного электрода с одной стороны выполнен выступ, размещенный в осевом отверстии первого основного электрода. Промежуточный электрод имеет сквозную частично размещенную в указанном выступе полость с отверстием для подачи в полость вентилирующего газа, расположенным в торцевой части этого выступа и отверстием для выхода из полости вентилирующего газа, расположенным на торцевой поверхности промежуточного электрода и обращенным в сторону второго основного электрода, который имеет обращенное в сторону промежуточного электрода осевое углубление.

Недостатком разрядника-прототипа, как и аналога по а.с. 1510655, является то, что вентилирующий поток газа напрямую проходит только через один разрядный промежуток - первый разрядный промежуток, расположенный между первым и вторым основными электродами, не обеспечивая выноса продуктов искры из второго (в данном случае поджигающего) разрядного промежутка между первым основным и промежуточным электродами. Далее продукты искры, выбрасываемые ударной волной из второго разрядного промежутка, заносятся в первый разрядный промежуток, частично оседая на рабочих поверхностях электродов этого разрядного промежутка. Кроме того, часть ударной волны, возбужденной искровым каналом в первом разрядном промежутке на одной из сторон второго основного электрода, свободно распространяется в направлении оси разрядника, что способствует осаждению продуктов искры на противоположной стороне этого основного электрода и на торцевой поверхности промежуточного электрода. Все указанное увеличивает время восстановления разрядника, снижает частоту повторения импульсов, увеличивает потери энергии и нагрев разрядника.

Задачей изобретения является повышение частоты повторения импульсов и уменьшение потерь энергии в разряднике,
Для решения поставленной задачи в трехэлектродном газовом разряднике с кольцевыми электродами, содержащем размещенные в корпусе разрядника соосно друг другу первый и второй основные электроды и расположенный между ними промежуточный электрод, вдоль оси которого с одной стороны имеется первый выступ, размещенный в осевом отверстии первого основного электрода, промежуточный электрод имеет частично размещенную в указанном выступе сквозную полость, имеющую отверстие для подачи в эту полость вентилирующего газа, расположенное в торцевой части первого выступа, и первое отверстие для выхода из указанной сквозной полости вентилирующего газа, обращенное в сторону второго основного электрода, который имеет обращенное в сторону промежуточного электрода осевое углубление, осевое отверстие первого основного электрода выполнено глухим, обращенным в сторону промежуточного электрода, в первом выступе промежуточного электрода выполнено второе отверстие для выхода из сквозной полости вентилирующего газа, сообщающее сквозную полость с указанным глухим осевым отверстием первого электрода, с другой стороны промежуточного электрода вдоль его оси выполнен второй выступ, который размещен в осевом углублении второго основного электрода, в указанный второй выступ продолжена имеющаяся в промежуточном электроде сквозная полость, а обращенное ко второму основному электроду первое отверстие для выхода из сквозной полости вентилирующего газа расположено в части второго выступа, размещенной в осевом углублении второго основного электрода.

Трехэлектродный газовый разрядник с кольцевыми электродами отличается также тем, что каждое из отверстий для выхода из сквозной полости вентилирующего газа, по крайней мере, в части, выходящей в глухое отверстие первого или в осевое углубление второго основного электрода выполнено сужающимся в сторону выхода в указанные осевое отверстие или осевое углубление.

Кроме того, трехэлектродный газовый разрядник с кольцевыми электродами отличается тем, что первый и второй выступы промежуточного электрода выполнены из диэлектрического материала и закреплены в первом и втором основных электродах.

Трехэлектродный газовый разрядник с кольцевыми электродами отличается также тем, что его корпус выполнен металлическим, а величина емкости между промежуточным электродом и основным электродом, в котором размещен цилиндрический поджигающий электрод, более чем в два раза превышает величину емкости между указанным промежуточным электродом и металлическим корпусом разрядника.

Трехэлектродный газовый разрядник с кольцевыми электродами отличается еще тем, что соотношения величин диаметра Д_пром промежуточного электрода и диаметра Д_осм любого из основных электродов соответствуют условию Д_пром= (0,5÷1,5)Д_осн, а промежуточный электрод расположен на расстояниях относительно обоих основных электродов, удовлетворяющих условию A₁/А₂=1,1÷3, где A₁ - расстояние между первым основным и промежуточным электродами, A₂ - расстояние между вторым основным и промежуточным электродами.

Трехэлектродный газовый разрядник с кольцевыми электродами отличается еще и тем, что корпус разрядника выполнен двойным, с полостью, которая сообщается с внутренним пространством корпуса разрядника посредством одного или нескольких отверстий.

Наконец, трехэлектродный газовый разрядник с кольцевыми электродами отличается тем, что в одном или обоих основных электродах выполнено по крайней мере одно дополнительное отверстие, сообщающееся со сквозной полостью промежуточного электрода и имеющее выход на поверхность основного электрода, обращенную в сторону, противоположную оси разрядника.

Выполнение осевого отверстия первого основного электрода глухим, обращенным в сторону промежуточного электрода, выполнение в первом выступе промежуточного электрода второго отверстия для выхода из сквозной полости вентилирующего газа, сообщающего сквозную полость с указанным глухим отверстием, выполнение с другой стороны промежуточного электрода вдоль его оси второго выступа, который размещен в осевом углублении второго основного электрода и в который продолжена имеющаяся в промежуточном электроде сквозная полость, размещение обращенного ко второму основному электроду первого отверстия для выхода из сквозной полости вентилирующего газа в части второго выступа, расположенной в осевом углублении второго основного электрода, в совокупности с ограничительными признаками обеспечивают индивидуальный обдув вентилирующим газом каждого разрядного промежутка и удаление продуктов искры из обоих разрядных промежутков во внутреннее пространство разрядника. В результате обеспечивается снижение времени восстановления разрядника, увеличение частоты следования импульсов, уменьшение потерь энергии.

Выполнение каждого из отверстий для выхода из сквозной полости вентилирующего газа, по крайней мере, в части, выходящей в глухое отверстие первого или в осевое углубление второго основного электрода сужающимся в сторону выхода в указанные осевое отверстие или осевое углубление обеспечивает повышение скорости перемещения вентилируемого газа на входе в разрядный промежуток, уменьшение площади выходного сечения указанного отверстия и соответствующее увеличение площади поверхности глухого отверстия (осевого углубления), отражающей ударную волну, возникающую в результате разряда, что способствует лучшему выносу продуктов искры из разрядного промежутка.

Выполнение в предложенном разряднике первого и второго выступов промежуточного электрода из диэлектрического материала и закрепление их в первом и втором основных электродах соответствует оптимальному варианту разборной конструкции разрядника.

Выполнение разрядника таким образом, что его корпус является металлическим, а величина емкости между тем из основных электродов, в котором размещен цилиндрический поджигающий электрод, и ближайшим к нему промежуточным электродом более чем в два раза превышает величину емкости между указанным промежуточным электродом и металлическим корпусом разрядника, повышает устойчивость возникновения разряда вначале в разрядном промежутке между указанным основным и промежуточным электродами и последующего возникновения многоканального разряда в разрядном промежутке между промежуточным и другим основным электродами, сокращает время развития разрядов. Это ведет к уменьшению длительности фронта импульса разрядника.

Выполнение разрядника таким образом, что соотношения величин диаметра Д_пром промежуточного электрода и диаметра Д_осн любого из основных электродов соответствуют условию Д_пром=(0,5÷1,5)Д_осн, а промежуточный электрод расположен на расстояниях относительно обоих основных электродов, удовлетворяющих условию A₁/А₂= 1,1÷3, где A₁- расстояние между первым основным и промежуточным электродами, А₂ - расстояние между вторым основным и промежуточным электродами, обеспечивает устойчивое возникновение разряда вначале в разрядном промежутке между вторым основным и промежуточным электродами и последующее возникновение многоканального разряда в разрядном промежутке между первым основным и промежуточным электродами. Это позволяет уменьшить длительность фронта импульса разрядника при металлическом или диэлектрическом корпусе разрядника.

Выполнение корпуса разрядника двойным, с полостью, которая сообщается с внутренним пространством корпуса посредством одного или нескольких отверстий, обеспечивает за счет осаждения продуктов искры в указанной полости уменьшение загрязнения продуктами искры внутреннего пространства разрядника, его электродов и изоляторов, что повышает электропрочность и надежность работы разрядника.

Выполнение в одном или обоих основных электродах разрядника по крайней мере одного дополнительного отверстия, сообщающегося со сквозной полостью промежуточного электрода и имеющего выход на поверхность основного электрода, обращенную в сторону, противоположную оси разрядника, ограничивает попадание продуктов искры на изоляторы и другие элементы разрядника и улучшает его электрическую прочность.

Изобретение поясняется чертежами:
фиг.1 - общий вид разрядника цилиндрической формы в разрезе;
фиг. 2 - вариант выполнения отверстий для подачи вентилирующего газа в разрядный промежуток и дополнительных отверстий;
фиг.3 - сечение по А-А на фиг.3.

Представленный на фиг.1 трехэлектродный коаксиальный газовый разрядник с кольцевыми электродами содержит цилиндрический корпус 1 с осью 2 и расположенные соосно друг другу (в данной конструкции и концентрично с корпусом разрядника) первый основной электрод 3 и второй основной электрод 4. Первый основной электрод 3 с помощью резьбового соединения 5 установлен на металлическом коническом держателе 6 этого электрода, который, в свою очередь, закреплен в одном круглом металлическом торцевом элементе (крышке) 7, соединенном с корпусом 1 болтами 8. Второй основной электрод 4 с использованием резьбового соединения 9 установлен на металлическом коническом держателе 10, с помощью кольцевого изолятора 11, закрепленного в другом, кольцевом металлическом торцевом элементе 12, соединенном с корпусом 1 болтами 8. Между основными электродами 3 и 4 закреплена диэлектрическая втулка 13, на кольцевом выступе 14 которой установлен промежуточный кольцевой электрод 15, расположенный концентрично корпусу 1. Промежуточный электрод 13 состоит из двух симметричных одинаковых половин (частей), соединенных друг с другом, например, с помощью заклепок (на чертеже не показаны). Основной электрод 3 электрически соединен с корпусом 1, а основной электрод 4 имеет высоковольтный вывод 16. Рабочие поверхности электродов 3, 4 и 15 выполнены округлыми. Торцевой элемент 12 имеет кольцевой формы прилив 17 с отверстиями для соединения, например, с корпусом коаксиальной формирующей линии при использовании разрядника в качестве коммутатора соответствующего импульсного источника питания.

Диэлектрическая втулка 13 имеет сквозную осевую полость 18, соединяющуюся с одной стороны с отверстием 19 в первом основном электроде 3, а с другой стороны - с отверстием 20 во втором основном электроде 4. Отверстие 20 соединено с полостью 21 между вторым основным электродом 4 и его держателем 10. В электроде 4 выполнено также отверстие 22, соединяющее полость 21 с осевым углублением 23 электрода 4 и разрядным промежутком 24 между вторым основным электродом 4 и промежуточным электродом 15. Отверстие 19 первого основного электрода 3 соединено с полостью 25 между первым этим электродом 4 и его держателем 6. В электроде 3 выполнено также отверстие 26, соединяющее полость 25 с глухим отверстием 27 электрода 3 и разрядным промежутком 28 между первым основным электродом 3 и промежуточным электродом 15. В держателе 6 первого основного электрода 3 выполнено отверстие 29, соединяющее полость 25 со входом 30 подачи вентилирующего газа.

Каждое из отверстий 22 (26) непосредственно выходящее в разрядный промежуток 24 (28), имеет коническую форму, при этом площадь сечения отверстия уменьшается в сторону разрядного промежутка. Каждое из указанных отверстий 22, 26 может иметь полностью цилиндрическую форму или цилиндрическую форму вблизи полости 25 (21) и форму с сужающимся сечением в части, выходящей в глухое отверстие 27 первого или в осевое углубление 23 второго основного электрода (на чертежах не показано). Через указанные отверстия 22, 26 в разрядные промежутки 24, 28 подается вентилирующий газ из входного отверстия 30 для удаления из этих промежутков продуктов искры. Число отверстий 22, 26, расположенных по линии окружности, и их пропускная способность определяются требуемыми параметрами вентиляции разрядных промежутков.

Цилиндрический корпус 1 разрядника выполнен двойным, с внешней стороны он снабжен коробом 31 кольцевой формы, соединенным (например, сваркой) с корпусом 1. Короб 31 образует окружающую корпус 1 расширительную полость 32, которая соединена с внутренним пространством 33 разрядника с помощью отверстий 34 в корпусе 1 разрядника. Расширительная полость 32 соединена выпускным отверстием 35 с выходом 36 отработавшего вентилирующего газа. Соотношение объемов внутреннего пространства 33 разрядника и расширительной полости 32 короба 31 выбирается из условия необходимого демпфирования действия ударной волны искрового разряда. Отверстие 34 может быть единственным, выполненным в виде кольцевого выреза в стенке корпуса 1 разрядника. Часть стенки корпуса 1 разрядника, содержащая отверстия 34, может быть выполнена также в виде совокупности расположенных вдоль оси разрядника стержней (проволок), промежутки между которыми являются отверстиями 34 (на чертеже не показано).

В варианте исполнения разрядника по фиг.2 и 3 диэлектрическая втулка 13 имеет полуовальные в продольном сечении втулки поверхности 37, 38, ограничивающие со стороны оси разрядника объем разрядных промежутков 24, 28. При этом место стыковки поверхностей 37, 38 диэлектрической втулки 13 и обращенных к ним поверхностей 39, 40 металлических электродов 3, 4 наиболее далеко удалено от мест возникновения разряда между электродами, что обеспечивает повышенную электрическую прочность разрядника. При этом отверстия 22, 26 в электродах 4 и 3, непосредственно выходящие в разрядные промежутки 24, 28, расположены в указанных поверхностях 39, 40. Каждый из основных электродов 3 (4) выполнен в виде двух разъемных частей. Основной электрод 3 состоит из внешней части 41 с рабочими поверхностями электрода и внутренней части 42 с отверстием 19, а основной электрод 4 - из внешней части 43 с рабочими поверхностями и внутренней части 44 с отверстием 20. Внешняя часть 41 (43) основного электрода 3 (4) соединена резьбовым соединением 5 с держателем 6 (10) этого электрода, а внутренняя часть 42 (44) вставлена во внешнюю часть 41 (43). Внешняя и внутренняя части каждого основного электрода 3, 4 стыкуются между собой с помощью четырех расположенных по линии окружности выступов 45 (фиг. 3), принадлежащих внутренним частям 42, 44 и расположенных в соответствующих им пазах внешних частей 41, 43 этих электродов. Каждое из четырех отверстий 26 основного электрода 3 (фиг.3) имеет форму частично кольцевой полости, расположенной между внешней и внутренней частями 41, 42 этого электрода и сформированной обращенными друг к другу поверхностями 46, 47 указанных частей 41, 42 и соседних выступов 45 этого же электрода. Аналогично выполнено каждое из четырех отверстий 22 основного электрода 4.

Для обеспечения герметичности внутреннего пространства 33 корпуса 1 разрядника используются уплотнения (например, уплотнения 48, 49 между корпусом 1 и торцевыми элементами 7, 12 на фиг.1). Необходимый электрический контакт между электродами 3, 4 и их держателями 6, 10 обеспечивается с помощью медных прокладок 50.

В одном или каждом из основных электродов 3, 4, или в их держателях 5, 10, могут быть выполнены дополнительные отверстия 51 (фиг.2), сообщающиеся со сквозной полостью 18 втулки 13 промежуточного электрода 15, которые имеют выход на поверхность электрода или его держателя, обращенную в сторону, противоположную оси разрядника. Отверстия 51 расположены радиально относительно оси разрядника. Поток чистого вентилирующего газа, выходящий при работе разрядника из отверстий 51, ограничивает распространение потока выходящего из разрядных промежутков 24, 28 вентилирующего газа с продуктами искры в сторону от направления, перпендикулярного оси разрядника, и защищает от осаждения продуктов искры на элементы разрядника, например на изолятор 11 крепления основного электрода 4 или на катушку индуктивности, в случае конструктивного объединения внутреннего пространства разрядника с пространством источника высоковольтных импульсов с коаксиальной формирующей линией, совмещенной с трансформатором Тесла, например, по патенту РФ 2111607, Н 03 К 3/53, опубл. 20.05.1998, фиг.3 (на чертежах не показано). Наличие отверстий 51 также способствует направлению потока выходящего из разрядных промежутков 24, 28 газа прямо в сторону корпуса разрядника и расширительной полости 32, где располагается выходное отверстие 34 разрядника. В зависимости от необходимости реализации той или другой из указанных потребностей отверстия 51 могут быть расположены в различных местах основного электрода 3, 4 или его держателя 5, 10. При использовании предложенного трехэлектродного разрядника в качестве коммутатора тока в источнике высоковольтных импульсов с коаксиальной формирующей линией, совмещенной с трансформатором Тесла (см. вышеуказанный патент РФ 2111607), роль держателя 6 основного электрода 3 может выполнять внутренний проводник указанной линии (на чертежах не показано).

При необходимости уменьшения длительности фронта импульса разрядника подбором расстояний между промежуточным электродом 15 и вторым основным электродом 4, между промежуточным электродом 15 и металлическим корпусом 1, а также выбором размеров поверхностей указанных электродов обеспечивается выполнение условия, чтобы величина емкости между промежуточным электродом 15 и вторым основным электродом 4 более чем в два раза превышала величину емкости между промежуточным электродом 15 и металлическим корпусом 1 разрядника.

В одном из вариантов исполнения указанного разрядника на импульсное рабочее напряжение 300 кВ разрядник был заполнен и продувался вентилирующим газом, состоящим из 20% элегаза и 80% азота, под давлением 5 атм. Основные электроды 3, 4 имели максимальный диаметр (Д_осн), равный 70 мм, промежуточный электрод (Д_пром) - 60 мм. Расстояние (A₁) между первым основным электродом 3 и промежуточным электродом 15 составляло 12 мм, расстояние (А₃) между вторым основным электродом 4 и промежуточным электродом 15 было равно 10 мм. При этом Д_пром=0,86Д_осн, A₁/A₂=1,2. Изолятор 11 и втулка 13 были выполнены из фторопласта.

С использованием предложенного разрядника получены импульсы с длительностью фронта до 1 нс.

При необходимости формы рабочих поверхностей и функции электродов разрядника могут быть другими (на чертежах не показано). Например, рабочая часть промежуточного электрода 15 может иметь в поперечном сечении форму треугольника, промежуточный электрод 15 может выполнять роль поджигающего электрода (как показано, в частности, на чертеже в описании к а.с. 1510655). Или в один из основных электродов 3, 4 разрядника может быть встроен дополнительный, четвертый электрод, выполняющий роль поджигающего электрода (на чертежах не показано, пример выполнения приведен, в частности, в статье А. С. Ельчанинов и др. Многоискровая работа мегавольтного тригатрона // Приборы и техника эксперимента, 1974, 2, с.103, рис.1).

Имеющая сквозную полость 18 втулка 13, на которой закреплен промежуточный электрод 15, может быть выполнена металлической, изолированной от основных электродов 3,4 с помощью диэлектрических вставок на концах этой втулки (на чертежах не показано). Держатели 6, 10 основных электродов 3, 4 могут иметь цилиндрическую или другую форму. Корпус 1 разрядника может иметь коническую, овальную или, например, шаровую формы, а также может быть выполнен из диэлектрического материала. Оба основных электрода 3, 4 могут быть электрически изолированы от металлических торцевых элементов 7, 12 и/или от металлического корпуса 1 разрядника, например, при использовании разрядника в качестве промежуточного коммутатора на высоковольтном конце коаксиальной формирующей линии (на чертежах не показано). При необходимости основные электроды 3, 4, промежуточный электрод 15 и корпус 1 разрядника могут иметь в плоскости, перпендикулярной оси разрядника, овальную, а также отличную от округлой прямоугольную или иную форму.

При сборке разрядника (фиг.1) на закрепленный (например, сваркой) в торцевом элементе 7 держатель 6 навинчивают основной электрод 3 и соединяют торцевой элемент 7 болтами 8 с корпусом 1 разрядника. В электрод 3 вставляют одним из концов диэлектрическую втулку 13 с установленным на ней промежуточным электродом 15. На держатель 10, закрепленный с помощью изолятора 11 в торцевом элементе 12, навинчивают основной электрод 4. Затем надвигают основной электрод 4 на свободный конец диэлектрической втулки 13 и соединяют торцевой элемент 12 с корпусом 1 болтами 8. При сборке разрядника по варианту, показанному на фиг.2, 3, внешние части 41, 43 основных электродов 3, 4 навинчиваются с помощью резьбового соединения 5 на держатели 6, 10 этих электродов, а внутренние части 42, 44 вставляются во внешние части 41, 43 в направлении, параллельном оси каждого электрода. Концы диэлектрической втулки 13 вставляются в соответствующие пазы внутренних частей 42, 44 основных электродов 3, 4. Разборка разрядника производится в обратном порядке.

Разрядник работает следующим образом. Перед включением разрядника его внутреннее пространство заполняют вентилирующим газом, подаваемым через вход 30 с помощью компрессора (на чертежах не показан) под соответствующим давлением. Проходя через отверстие 29 в держателе 6 основного электрода 3, через полость 25 между держателем 6 и электродом 3, через сквозную полость 18 в диэлектрической втулке 13, через полость 21 между основным электродом 4 и его держателем 10 и, наконец, через отверстия 26 и 22 в электродах 3 и 4, газ продувает разрядные промежутки 28, 24 между основными и промежуточным электродами, проходит через внутреннее пространство 33 разрядника, после чего через отверстия 34 в корпусе 1 попадает в расширительную полость 32 и через выход 36 выводится в систему очистки и подачи (на чертежах не показана). При подаче на высоковольтный вывод 16 рабочего напряжения соответствующей величины в разрядном промежутке 24 между вторым основным электродом 4 и промежуточным электродом 15 возникает искровой разряд, после чего в разрядном промежутке 28 между первым основным электродом 3 и промежуточным электродом 15 возникает многоканальный разряд. Ионизированный газ с возникшими при разряде продуктами искры выносится из обоих разрядных промежутков 24, 28 под воздействием проходящего через них вентилирующего газа, а также возникающей при разряде ударной волны, отражающейся от поверхности диэлектрической втулки 13. Далее газ с продуктами искры через отверстия 34 в корпусе разрядника выбрасывается в полость 32, продукты искры оседают на поверхности полости 32. Отработанный газ выносится через выпускное отверстие 35.

Изобретение относится к области импульсной техники и предназначено для формирования высоковольтных сильноточных наносекундных импульсов напряжения, используемых для электропитания в основном сильноточных импульсных электрофизических устройств, например ускорителей заряженных частиц. Трехэлектродный газовый разрядник содержит соосно размещенные в корпусе первый и второй основные электроды и расположенный между ними промежуточный электрод, размещенный на диэлектрической втулке. Втулка имеет сквозную полость, отверстие для выхода вентилирующего газа, обращенное в сторону второго основного электрода, и отверстие для выхода из сквозной полости вентилирующего газа, сообщающее сквозную полость с глухим осевым отверстием первого электрода. Втулка имеет два выступа, которые размещены в глухом отверстии первого основного электрода и в осевом углублении второго основного электрода. Технический результат - обеспечение индивидуального обдува вентилирующим газом каждого разрядного промежутка и удаление продуктов искры из обоих разрядных промежутков во внутреннее пространство разрядника, что снижает время восстановления разрядника, позволяет увеличить частоту следования импульсов и уменьшить потери энергии. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Трехэлектродный газовый разрядник с кольцевыми электродами, содержащий размещенные во внутреннем пространстве корпуса разрядника по его оси первый и второй основные электроды и расположенный между ними промежуточный электрод, вдоль оси которого с одной стороны имеется первый выступ, размещенный в осевом отверстии первого основного электрода, промежуточный электрод имеет частично размещенную в указанном выступе сквозную полость, имеющую отверстие для подачи в эту полость вентилирующего газа, расположенное в торцевой части первого выступа, и первое отверстие для выхода из указанной сквозной полости вентилирующего газа, обращенное в сторону второго основного электрода, который имеет обращенное в сторону промежуточного электрода осевое углубление, отличающийся тем, что осевое отверстие первого основного электрода выполнено глухим, обращенным в сторону промежуточного электрода, в первом выступе промежуточного электрода выполнено второе отверстие для выхода из сквозной полости вентилирующего газа, сообщающее сквозную полость с указанным глухим осевым отверстием первого электрода, с другой стороны промежуточного электрода вдоль его оси выполнен второй выступ, который размещен в осевом углублении второго основного электрода, в указанный второй выступ продолжена имеющаяся в промежуточном электроде сквозная полость, а обращенное ко второму основному электроду первое отверстие для выхода из сквозной полости вентилирующего газа расположено в части второго выступа, размещенной в осевом углублении второго основного электрода. 2. Трехэлектродный газовый разрядник с кольцевыми электродами по п. 1, отличающийся тем, что каждое из отверстий для выхода из сквозной полости вентилирующего газа, по крайней мере, в части, выходящей в глухое отверстие первого или в осевое углубление второго основного электрода, выполнено сужающимся в сторону выхода в указанное осевое отверстие или осевое углубление. 3. Трехэлектродный газовый разрядник с кольцевыми электродами по п. 1 или 2, отличающийся тем, что первый и второй выступы промежуточного электрода выполнены из диэлектрического материала и закреплены в первом и втором основных электродах. 4. Управляемый разрядник по п. 1, или 2, или 3, отличающийся тем, что корпус разрядника выполнен металлическим, а величина емкости между промежуточным электродом и основным электродом, в котором размещен цилиндрический поджигающий электрод, более чем в два раза превышает величину емкости между указанным промежуточным электродом и металлическим корпусом разрядника. 5. Трехэлектродный газовый разрядник с кольцевыми электродами по п. 1, или 2, или 3, отличающийся тем, что соотношения величин диаметра Д_пром промежуточного электрода и диаметра Д_осн любого из основных электродов соответствуют условию Д_пром= (0,5-1,5)Д_осн, а промежуточный электрод расположен на расстояниях относительно обоих основных электродов, удовлетворяющих условию A₁/A₂= 1,1-3, где А₁- расстояние между первым основным и промежуточным электродами, А₂ - расстояние между вторым основным и промежуточным электродами. 6. Трехэлектродный газовый разрядник с кольцевыми электродами по п. 1, или 2, или 3, или 4, или 5, отличающийся тем, что корпус разрядника выполнен двойным с полостью, которая сообщается с внутренним пространством корпуса разрядника посредством одного или нескольких отверстий. 7. Трехэлектродный газовый разрядник с кольцевыми электродами по п. 1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, отличающийся тем, что в одном или обоих основных электродах выполнено, по крайней мере, одно дополнительное отверстие, сообщающееся со сквозной полостью промежуточного электрода и имеющее выход на поверхность основного электрода, обращенную в сторону, противоположную оси разрядника.