Разрядник Советский патент 1988 года по МПК H01T2/00 

Изобретение относится к импульсным коммутаторам, а именно к плазменным замыкателям нагрузки в импульсной электрической цепи, и может быть использовано в импульсных сильноточных установках для устранения паразитных полупериодов разрядного тока, увеличения срока службы электродов и предотвращения загрязнения плазмы продуктами эрозии электродов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем расширения диапазона рабочих напряжений в сторону низких значений, а также уменьшения задержки и разброса момента срабатьтвания разрядника до величины наносекундного диапазона.

На чертеже изображена схема уст-% ройства.

Устройство содержит игольчатый . электрод 1 и дисковьй электрод 2, размещенные, в изолирующем корпусе 3. Соосно с электродами установлен блок

На электроды 1 и 2 подается по то- копроводящим растяжкам напряжение. Далее запускается лазер. Луч лазера, пройдя через аксикон 5, образует в промежутке между игольчатым 1 и дисковым 2 электродами сплошной цилиндподжига со стороны игольчатого элект- 25 ,

рода 1, состоящий из лазера А.и фоку- Рическии лазернр-искровый канал, осуществляюш нй коммутацию.

сирующего элемента, выполненного в ввде аксикона 5, расположенного перед игольчатым электродом 1, укрепленньм на токопроводящих, например, металли- ческих растяжках 6 соосно с аксиконом 5 и лазером 4, выполненным в виде обращенного к аксикону 5 основанием конуса. Дисковый электрод 2 укреплен на токопроводящих, например, металлических проволочных растяжках 6 соосно с игольчатым электродом. 1,

Угол наклона образующей конической поверхности игольчатого электрода к оси: устройства /ь должен быть меньше угла пересечения фокусируемых лучей с этой же осью, т,е. ((n-1) l, где ci - преломляющий угол аксикона J п - показатель преломления- материала аксикона относительно среды, заполняющей разрядник, В случае невьшолнения этого условия возникают тени от игольчатого электрода в межэлектродНом промежутке, что приводит к увеличению граничной напряженности электрического поля срабатьгоания разрядника. Соблюдение условия ij обеспечивает также облучение конической поверхности игольчатого электрода мощным лазерным излучением, что позволяет снизить падение напряжения в зоне контакта плазменного канала с электродом за счет возникновения плазменных факелов из вещества электрода и уменьшить разброс момента срабатьгеания разрядника. Преломляющий угол аксикона должен

5

удовлетворять условию o iiry/ 2Цп

Ь f 3где D - диаметр излучающей апертуры лазераJ L - расстояние между аксико- ном и дальним от,него дисковым электродом разрядника, Вьшолнение данного условия обеспечивает создание сплошной лазерной искры с каналом, длийа которого равна или превышает jpaccTOH- ние между коммутируемыми электродами и, следовательно, разрядник может работать при низких напряженностях электрического поля.

Устройство работает следующим образом, .

На электроды 1 и 2 подается по то- копроводящим растяжкам напряжение. Далее запускается лазер. Луч лазера, пройдя через аксикон 5, образует в промежутке между игольчатым 1 и дисковым 2 электродами сплошной цилинд

,

Рическии лазернр-искровый канал, осу0

5

0

ществляюш нй коммутацию.

Формула изобретения

Разрядник, содержащий корпус, элек-i троды, один из которых игольчатый, и блок поджига, состоящий из лазера и фокусирующего элемента, установленного соосно с игольчатым электродом, о-т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем расширения диапазона рабочих напряженностей электрического поля в сторону низких значений, а также уменьшения задержки и разброса момента срабатывания разрядника до величин наносекундного диапазона, фокусирующий элемент вьтолнен в виде аксикона и расположен перед игольчатым электродом, укрепленным на токопроводящих растяжках соосно с аксиконом и лазером и выполненным в виде обращенного к аксикону основанием конуса с углом при вершине, выбранным из условия

(п-1),1

ГД6 d - преломляющий угол аксикона; п - показатель преломления материала аксикона относительно среды, заполняйщёй разрядник; другой электрод - дисковьй и укреплен на токопроводящих растяжках соосно с игольчатым электродом, а диаметр аксикона выбран равным излучающей :

5

0

31333180

апертуре лазера, или превьппающим ее, где причем преломлянлций угол аксикона выбран в соответствии с условием :/.

2ЕТ;:ТТ

диаметр излучающей апертуры

лазера;

расстояиие между аксиконом

и дальним от него дисковым

электродом разрядника.

Изобретение относится к электротехнике, в. частности к разрядникам для импульсных коммутаторов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем расширения диапазона рабочих напряжений в сторону низких значений. Устройство содержит игольчатый электрод 1 и дисковый электрод 2, размещенные в изолирующем корпусе. 3. Соосно с электродами установлен блок поджига со стороны игольчатого электрода 1, состоящий из лазера 4 и фокусирующего элемента, выполненного в виде аксикона 5, расположенного перед игольчатым электродом 1, укрепленным на металлических растяжках 6. Угол наклона образующей конической поверхности игольчатого электрода, к оси устройства /з должен быть меньше угла пересечения фокусируемых лучей с этой же ось, т.е. /J с 2rf(n-1) , где d - прелсгмляющий угол аксикона, п - показатель преломления материала аксикона относительно среды, заполняющей разрядник, преломляющий угол аксикона d f D/2L(n-1), где D - диаметр излучающей апертуры лазера, L 7 расстояние между аксиконом и дальним от него дисковом электродом разрядника. 1 ил. (О (Л с оо 00 со

Редактор М.Кузнецова

Составитель В.Трифонов

Техред М.Двдык -Корректор А.Зимокосов

Заказ 5162Тираж 633 Подписное

ВЙИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4