УПРАВЛЯЕМЫЙ МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РАЗРЯДНИК Советский патент 1995 года по МПК H01T14/00 H01T7/00 

Изобретение относится к электрофизике и может быть применено при создании емкостных накопителей энергии в различных электрофизических установках, используемых для получения высокотемпературной плазмы, в импульсных источниках света, в электротехнологии, где требуется высокая точность срабатывания коммутирующего элемента.

Известен многоканальный искровой газовый разрядник, содержащий протяженные противостоящие основные электроды и протяженный поджигающий электрод, выполненный в виде пластины, рабочая кромка которой расположена в зазоре между основными электродами.

К недостаткам этого разрядника следует отнести трудность в создании удовлетворительного числа параллельных каналов, вследствие чего имеют место малая пропускная способность разрядника по току и сравнительно большие активное и индуктивное сопротивления, а также существование гальванической связи поджигающего электрода и основной разрядной цепи.

Известен также управляемый многоканальный разрядник, содержащий протяженные основные электроды и расположенный между ними протяженный поджигающий электрод, установленные на одной стороне твердого диэлектрика, на другой стороне которого расположен обратный токопровод, причем толщина диэлектрика выбрана меньшей минимального расстояния между основными электродами.

В этом разряднике при подаче инициирующего импульса по кабелю, подключенному между управляющим электродом и обратным токопроводом, по поверхности диэлектрика развивается многоканальный скользящий разряд, что обеспечивает высокую пропускную способность разрядника по току.

Недостатком разрядника является его низкая долговечность, обусловленная термическим воздействием плазмы каналов разряда на диэлектрик, и наличие гальванической связи поджигающего электрода с основной разрядной цепью.

Наиболее близким из известных технических решений к данному предложению является управляемый многоканальный разрядник, содержащий параллельно расположенные протяженные основные электроды и протяженный поджигающий электрод, снабженный диэлектрической оболочкой.

Наличие диэлектрической оболочки поджигающего электрода повышает надежность многоканального срабатывания разрядника и обеспечивает гальваническую развязку основной разрядной цепи и цепи поджига.

Недостатком такого разрядника является относительная трудность реализации достаточного количества параллельных каналов в связи с наличием значительного зазора между поджигающим электродом, покрытым диэлектрической оболочкой, на поверхности которой образуются инициирующие разряды, и основными электродами, а также сравнительно низкий ресурс работы, определяемый термостойкостью диэлектрической оболочки поджигающего электрода, находящейся в зоне основного разряда.

Целью данного изобретения является повышение надежности многоканального срабатывания и увеличение ресурса работы разрядника.

Это достигается тем, что в разряднике, содержащем параллельно расположенные протяженные основные электроды и протяженный поджигающий электрод, снабженный диэлектрической оболочкой, согласно данному изобретению поджигающий электрод выполнен в виде цилиндра, установленного с возможностью вращения относительно своей геометрической оси, которая расположена параллельно основным электродам, причем диаметр поджигающего электрода выбран больше расстояния между основными электродами.

Кроме того, с целью расширения диапазона рабочих напряжений, в котором обеспечивается управляемое многоканальное срабатывание, поджигающий электрод установлен с возможностью регулирования длин зазоров между его диэлектрической оболочкой и основными электродами.

На фиг. 1 представлена конструкция данного разрядника, поперечный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Разрядник содержит параллельно расположенные протяженные электроды 1 и протяженный поджигающий электрод 2 с диэлектрической оболочкой 3, выполненный в виде цилиндра, установленного с возможностью вращения в диэлектрических подшипниках 4 относительно своей геометрической оси. Вывод 5 поджигающего электрода 2 подключается к поджигающей цепи через обостряющий разрядник (не показан), один из электродов которого может быть непосредственно закреплен на этом выводе. Поверхность диэлектрической оболочки 3 расположена с регулируемыми зазорами 6 по отношению к основным электродам 1, между которыми образована зона разряда 7.

В разряднике предусмотрены регулируемые зазоры 6 между поверхностью диэлектрической оболочки 3 и основными электродами 1.

Управляемый многоканальный разрядник работает следующим образом.

Рабочее напряжение прикладывается к основным электродам 1, зазор между которыми вместе с зазорами 6 между поверхностью диэлектрической оболочки 3 поджигающего электрода 2 и основными электродами 1 обеспечивает электрическую прочность при максимальном рабочем напряжении. Инициирующий импульс подается на поджигающий электрод 2 через обостряющий разрядник, один электрод которого соединен непосредственно с выводом 5 электрода 2.

При этом на поверхности диэлектрической оболочки 3 развиваются плазменные каналы, которые через зазоры 6 между поверхностью диэлектрической оболочки 3 поджигающего электрода 2 и основными электродами 1, замыкают межэлектродный промежуток, тем самым обеспечивая путь для тока основной разрядной цепи. После каждого разряда поджигающий электрод 2, установленный в диэлектрических подшипниках 4, приводится во вращательное движение, обеспечивая смещение из зоны разряда 7 части поверхности диэлектрической оболочки 5, по которой развивались плазменные каналы инициирующего импульса и основной разрядной цепи, чем достигается охлаждение поверхности диэлектрической оболочки 3. Изменение величины рабочего напряжения требует изменения электрической прочности разрядного промежутка, что обеспечивается регулированием зазоров 6 между поверхностью диэлектрической оболочки 3 поджигающего электрода 2 и основными электродами 1.

Применение данного разрядника позволяет обеспечить высокую надежность многоканального разряда при широком изменении рабочего напряжения, благодаря соответствующему изменению длин зазоров между поверхностью диэлектрической оболочки поджигающего электрода и основными электродами. Кроме того, данный разрядник обладает значительно большим рабочим ресурсом из-за имеющейся возможности смещать диэлектрическую оболочку поджигающего электрода из зоны разряда путем вращения поджигающего электрода.

По сравнению с прототипом данный разрядник при использовании его в генераторе импульсных токов с энергией 45 кДж и напряжением до 50 кВ обеспечивает примерно в три раза большее число параллельных каналов разрядного тока. При этом ресурс работы разрядника возрос в 1,5-2 раза.

1. УПРАВЛЯЕМЫЙ МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РАЗРЯДНИК, содержащий параллельно расположенные протяженные основные электроды и протяженный поджигающий электрод, снабженный диэлектрической оболочкой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности многоканального срабатывания и увеличения ресурса работы, поджигающий электрод выполнен в виде цилиндра, установленного с возможностью вращения вокруг своей геометрической оси, которая расположена параллельно основным электродам, причем диаметр поджигающего электрода выбран большим расстояния между основными электродами. 2. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих напряжений, в котором обеспечивается многоканальное управляемое срабатывание, поджигающий электрод установлен с возможностью регулирования длин зазоров между его диэлектрической оболочкой и основными электродами.