Газонаполненный разрядник Советский патент 1990 года по МПК H01J17/00 

(46) 30.08.90. Бнш. № 32 ,

420 4100478/24-2 (22) 06.08,86 (72) р.А. Рафиков и А.А. Герасимов

(53)621.387 (083.8)

(56)АвторскЬе свидетельство СССР

1262592, кл. Н 01 J 17/00, 1985.

К).В. Киселев, Б.П. Меркулов, Высо- ковольт1ше,разрядники обострителя. - Электронная техникау сер. 4, вып. 2(79), Г980 с. 36-40.

(54)ГАЗОНАПОЛНЕННЫЙ РАЗРЯДНИК

(57)Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть использовано в схемах генераторов импульсного-высокого напряжения. .Газонаполг- ненный разрядник (ГИР) имеет металлический корпус (МК) 1, соосно уста- новленные в нем электроды изготовг ленные из Композиционного сплава вольфрам-медь, рабочие части 2,3 которых имеют сферическую форму и образуют основиой разрядный промежуток, а нерабочие части 4,5.имеют цилиндрическую форму, электродные ножки, вкгаочакнцие внутренние конические изоляторы (ВКИ) 6s7 из керамики, на: тор це меньшего диаметра которых закреп лены манжеты 8,9 и выводы 10, 11; электродов. Внутренний диаметр бочих частей 4,5 составляет не более 1,5 внешнего диаметра меньшего торца ВКИ 6,7, а расстояние между внутренней поверхностью МК 1 и внешней поверхностью нерабочих частей 4,5 более чем в 2 раза превышает расстояние между рабочими частыми 2 и 3, ГНР работоспособен при побой полярности подаваемого на электроды напряжения и имеет увеличенный срок службы. J з,п. ф-лы, нл.

Изобретение относится, к газоразряной технике, -л более конкретно к конструкции Iазонаполненных разрядников, преимущественно высоковольт- ных, высокого лавления, испольэуеь« 1х в качестве коммутаторов, например, в схемах генераторов импульсного вы- coKOi o напряжет1Я,

Целью изобретения является уве- личение срока службы разрядника.

На чертеже изображен разрядник, в разрезе.

Разрядник содержит коваровый кор- пус 1, внутренний диаметр которого равен 6 мм, соосно устанэзленные в нем электроды, изготовленные из композиционного сплава вольфрам-медь и состоящие из рабочих частей 2, 3, образующих основной разрядный проме- жуток и имеющих сферическую форму и из нерабочих -частей 4, 5 дилиндри - ческой формы. В корпусе 1 также установлены симметрично друг ,цругу две электродные ножки, которые включают в себя внутренние конические изоляторы 6, 7, изготовленные из керамики, манжеты 8, 9, изготовленные из меди, выводы )0, П электродов из готовленные из меди, и собственно электроды. Корпус 1 и электродные . ножки образуют г срметичную газонаполненную камеру.-Разрядник заполнен смесью 50% ксенона и 50% углекислого газа до дэн ieния 12 атм, высота разрядника 90 мм, диаметр 50 мм. Нерабочие части 4,5 электродов перекрвают место соединения манжет 8,9 с внутренними коническими изоляторами

6,7. Внутренние конические изоляторы

6,7 спаяны с корпусом 1. Манжеты 8,9 толщиной 0,8 мм припаяны к торцам меньшего диа 1етра внутренних конических изоляторов 6, 7, Малая толщина манжет 8,9 обусловлена необходимость снижения мехаянческих напряжений в спае манжет 8,9 с изоляторами 6,7 для получения необходимой прочности спая. В манжеты 8, 9 впаяны выводы Ш, 11 электродов. Внутренний диамет нерабочих частей 4,5 электродов равен 24,8 мм, внеипсий диаметр нерабочих частей 4,3 электродов равен 27,8 MMi Электроды установлены на выводах 10,11 при помощи пайки.Рас стояние между гэлектродами составляет 4 мм. Рэлиуг. рабочих частей 2,3 эле тродов pai r;n 20 мм, меньшей диаметр

.-

..

U

,

0

5

внутренних конических изоляторов 6,7 равен 24 мм, больатй диаметр - 46 мм.

При приложении напряжения к электродам разрядника в разрядном промежутке возникает сильное электрическое поле. Свободный электрон, попадая в межэлектродный промежуток, ускоряется в электрическом поле и ионизирует атом газа, при этом вновь появляются свободные электроны, происходит быстрое образование электрон-, ных лавин, и за время порядка десятков наносекунд формируется канал разряда. При давлении газа,которое существует в разряднике, разряд носит контрагированный характер, диаметр разрядного канала поряДка 1 мм.

Экспериментально установлено, что на увеличение срока службы разрядника влияют размеры внутреннего диаметра нерабочей части электрода, внешнего диаметра меньшего торца внутреннего конического изолятора, расстояние между внутренней поверхностью металлического корпуса и внешней поверхностью нерабочей части электрода, расстояние между рабочими частями электродов. Конкретно недостижение цели изобретения влияют соотношения между указанными величинами. Так, если внутренний диаметр нерабочей части электрода больше 1,15 внешнего диаметра меньшего торца внутреннего конического изолятора, то зазор между местом соединения манжеты с изолятором и внутренней поверхностью нерабочей части электрода увеличивается так, что при этом условие экранировки места соединения манжеты с изрлятором от металлического корпуса значительно ухудшается и , появляются пробои по поверз ности изолятора, что снижает срок службы разрядника.

Минимальный размер внутреннего диаметра нерабочей части электрода относительно- внешнего диаметра меньшего торца внутреннего конического изолятора ограничивается тем, что при сборке разрядника осуществляется необходимое перекрытие места соединения манжеты с изолятором.

Если расстояние между внутренней поверхностью металлического корпуса и внешней поверхностью нерабочей части электрода менее чем в 2 раза превышает расстояние между рабочими частями электрода, возможны пробои

между металлическим корпусом и нерабочей частью электрода, что приводит к снижению срока службы разрядника.

Введение второй электродной -.ножки, установленной симметрично первой, значительно увеличивает сопротивление изоляции разрядника и напряжение пробоя основного разрядного промежут-. ка. При этом разрядник работоспосо- бен при любой полярности подаваемого на электроды напряжения.

Для того, чтобы -при подаче высокого напряжения на разрядник не было пробоев по внешней поверхности изоля- тора, т.е. с противоположной стороны, не находящейся в газонаполненной камере, разрядник при работе помещен в масло.

Данный разрядник обладает увели- ченным более чем в 3 раза сроком службы по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

I. Газонаполненный разрядник, содержащий металлический корпус, сооС- но установленнь1е в нем выполненные в виде тела вращения электроды с про- тивополежащими рабочими частями, образующими разрядный промежуток, и с

5

0

5

0

нерабочими частями, один из которых установлен на злектродной ножке, тоящей из внутреннего конического изолятора, на торце меньшего диамет- ра которого закреплена манжета, вывода электрода, соединенного с манжетой, и электродного вывода, отличающийся тем, что, с целью увеличения его срока службы, нерабочая часть электродов выполнена перекрывающей место соединений манжеты с внутренним коническим изолятором, причем внутренний диаметр нерабочей части электрода составляет не более 1,15 внешнего диаметра меньшего торца внутреннего конического изолятора, а расстояние между внутренней поверхностью металлического корпуса и внешней поверхностью нерабочей части электрода более чем в 2 раза превышает расстояние между рабочими частями электродов.

2. Разрядник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения напряжения пробоя основного разрядного промежутка, второй вывод электрода также выполнен на электродной ножке симметричной первой.