Тригатронный разрядник Советский патент 1984 года по МПК H01T3/00 

1 Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике,а именно к устройствам формирования высоковольтньк импульсов, и может быть использовано в генераторах импульсных напряжений, в сильноточных нано секундных ускорителях и генераторах импульсов специальной формы для формирования заднего фронта импульса. По основному авт. св. № 792391 из вестей тригатронный разрядник,содержащий расположенные внутри корпуса два противостоящих основных электрода, один из которых выполнен с продольным отверстием, в котором установлен управляющий электрод,выполненйый составным в виде полого цилиндрического держателя,в котором расположен с возможностью осевого перемещения токопроводящий стержень выступающий над рабочей поверхностью основного электрода, причем торец держателя установлен на одном , уровне с рабочей поверхностью основ ного электрода, а высота h выступающей части стержня и диаметр D стерж ня выбраны в зависимости от длины d промежутка между основными электродами в следующих соотношениях: 0,,15; 0,05.,10 ij Однако,как показали экспериментал ные исследования, при работе на поЬтоянном напряжении и на длинных импульсах прямоугольной формы токопров.садящий стержень,выступающий над поверхностью основного электрода,приво дит к существенному разбросу напряжения н-еуправляемого пробоя разрядника, что, в конечном итоге, ведет к уменьшен1ш диапазона рабочих aamj ряжений за счет снижения верхней границы диапазона до уровня 0,7 от найряжения неуправляемого пробоя при однородном поле в разряднике. Целью изобретения является расширение диапазона рабочих напряжений при неизменных временных характе ристиках тригатронного разрядника. Поставленная цель достигается тем, что в тригатронном разряднике на торце основного, электрода с отверстием установлена дополнительно введенная кольцевая накладка,высота h которой выбрана равной высоте h выступакяцей части стержня управляюще го электрода, а внутренний диаметр D кольцевой накладки и диаметр Df отверстия в основном электроде выбр ны в соотношении l, . 182 Благодаря наличию кольцевой наклад1си, основные размеры которой выбираются из оптимального соотношения, удается существенно расширить диапазон неперестраиваемой работы разрядника без ухудшения временных характеристик,что достигается за счет экранирующего действия кольцевой накладки до подачи управляющего напряжения и отсутствия экранирования ею токопроводящего стержня при подаче пускового импульса. На чертеже представлена конструктивная схема предлагаемого тригатронного разрядника. Устройство состоит из корпуса 1, в котором установлены два основных электрода 2 и 3 и управляюгций электрод, выполненный составным в виде полого цилиндрического держателя 4, в котором установлен с возможностью осевого перемещения токопроводящий стержень 5. На торце TICHOB- ного электрода 3, в котором установлен составной управляющий электрод, предусмотрена кольцевая накладка 6. Изоляцией в разряднике служит азот при давлении 4,5 атм либо смесь азота с элегазом при давлении 4 атм (10% элегаза и 90% азота).Электроды разрядника выполнены из нержавеющей стали. Токопроводящий стержень изготовлен из вольфрама. Кольцевая накладка выполнена из кирита (70% вояьЛрама и 30% меди). Толщина h накладки 6 равна высоте h выступающей части стержня 5 управляющего электрода, а внутренний диаметр D накладки 6 и диаметр D2 отверстия в основном электроде 3 выбраны в соотношении 1,,: ,5. Разрядник работает следующим образом. После зарядки накопительного -конденсатора до номинального напряжения , промежуток между основными электрода м 2 и 3 разрядника оказывается под полным рабочим напряжением, после чего на составной управляющий электрод разрядника подается импульс управляющего напряжения, благодаря чему вблизи окончания токопроводящего стержня 5 реализуется существенное усиление электрического поля. Вследствие искажения электрического поля пробивается сначала зазор между токопроводящим стержнем 5 и основным электродом 2, после чего пробивается зазор между цилиндрическим держателем 4 и ос3новным электродом 3. Кольцевая накл ка 6 экранирует токопроводящий стержень 5 до подачи управляющего напряжения, чем обеспечивается квазиоднор нов поле в основном разрядном проме жутке между электродами 2 и 3. Данные, иллюстрируюище влияние то щины накладки h, на индуктивность L разрядника, диапазон рабочих-напряжений Q, время запаздывания срабатывания ti и его разброс d приведены в табл,1. Разрядник заполнен азотом.Длина межэлектродного зазора 4-6 мм,напряжение самопробоя приблизительно . 60 кВ, D 1,2. Из табл.1 следует, что №1нимальная индуктивность и максимальный диа пазон рабочих напряжений без ухудшения временных характеристик разряд ника имеют место при h.,/h 1.При 1 существенно возрастают t и 63 за счет экранирования кольцевой накладной гокопроводящего стержн 5 при подачи импульса управляющего напряжения . Результаты L,Q ,t2 и (а-в зависимости от соотношения внутреннего диаметра D кольцевой накладки 6 и диа . . . . -. 184 метра D отверстия в осноппом электроде 3 приведены в табл.2. Разрядник заполнен азотом. Длина межэлектродного зазора 4-5 мм. Из табл.2 видно,что наименьшее L и наибольший Q при наилучших временных характеристиках имеют место при выполнении соотношения 1,2 D :D 1,5. При ,2 за счет экранирования кольцевой накладкой 6 токопроводящего стержня 5 при подаче им., пульса управляющего напряжения ухудшаются временные характеристики срабатывания .При D-: ухудшаются L и Q за счет уменьшения экранирующего действия кольцевой накладки 6 без приложения импульса управляющего напряжения к управляницему электРОДУ. Предлагаемый тригатронный разряд-, ник обеспечивает расширение диапазона рабочих напряжений почти в 1,5 раза. При этом по временным характеристикам предлагаемый разрядник практически не .уступает известному, что делает весьма перспективным его применение в высоковольтных импульсных устройствах с малой длительность1о фронта импульса.. . .Таблица 1

) ТРИГАТРОННЫЙ РАЗРЯДН К по авт..св. № 792391, о t л и ч а ю щ и и с я тем,что, с целью расширения диапазона рабочих напряжений при неизменных временных характеристиках, на торце основного электрода с отверстием установлена дополнителыю введенная кольцевая накладка,высота , h которой выбрана равной высоте h выступающей части стержня управляющего электрода, а внутренний диаметр D кольцевой накладки и диаметр D2 отверстия в основном электроде выбраны в соотношении 1,2iD-j:D2 1 5. j СВИДЕТЕЛЬСТВУ 8

Примечание . напряжение самопробоя разрядника. Таблица2