Вакуумный управляемый разрядник Советский патент 1991 года по МПК H01T2/02 

Изобретение относится к сильноточной электротехнике, в частности к устройствам, обеспечивающим подключение импульсного высоковольтного источника энергии к нагрузке.

Цель изобретения - повышение быстродействия и срока службы.

На чертеже представлена конструкция разрядника, разрез

Разрядник содержит противостоящие анод 1 и катод 2, в отверстии которого установлен поджигающий электрод 3, отделенный от него диэлектрической втулкой 4. Рабочая поверхность катода состоит из двух сопрягающихся по окружности участков 5 и

6поверхностей вращения. Участок поверхности 5, ближайший к поджигающему электроду, имеет образующую, расположенную под углом а к образующей рабочей наружной боковой поверхности втулки 4, нормаль

7к участку поверхности 5, проведенная из точки на границе втулки 4 и этого участка поверхности 5, расположена к кратчайшему расстоянию 8 от этой точки до поверхности анода 1 под углом/ 0-70°. Второй участок поверхности 6 имеет образующую, расположенную под углом у к образующей участка поверхности 5, выбранному в соотношении

у arctg -т -20°, где h - высота выступающей части втулки 4; I - расстояние от границы сопряжения участков поверхностей катода до рабочей боковой поверхности втулки 4.

Устройство работает следующим образом. При подаче импульса напряжения на поджигающий электрод 3 происходит пробой по наружной боковой поверхности втулки 4 и образование катодных пятен на поверхности 5 катода 2 Плазма катодных струй закорачивает вакуумный промежуток между участком 5 катода и ближайшим к нему участком анода. По мере роста разряда катодные пятна перемещаются к периферии рабочей поверхности катода 2 на ее участок 6. Выбор угла / в пределах 0-70° обеспечивает направленность по крайней мере 50% потока ллазмы в сторону ближайшего участка поверхности анода и быстрое заполнение вакуумного промежутка плазмой, что приводит к уменьшению времени включения вакуумного разрядника.

(Л

С

о

к ч

Сд)

Как показали эксперименты, выбор угла а в пределах 90-120 и угла у согласно соотношению у arctg -г- -20° уменьшает запыление рабочей поверхности диэлектрика парами металла, разбрызгиваемого с анода и катода и тем самым повышает срок службы разрядника.

Таким образом, вынос поджигающего промежутка на поверхность катода и использование указанных конструктивных соотношений позволили уменьшить среднестатистическое время включения разрядника данной конструкции по сравнению с прототипом более, чем в 2 раза за счет более высокой концентрации плазмы по кратчайшему расстоянию между узлом поджига и анодом. Это время составило 0,21 ±0,03 мксдля конструкции разрядника, имеющей межэлектродное расстояние мм, а 90°, . , ,5 мм, .

Расположение же в данной конструкции участка поверхности 5 таким образом, что нормаль к этому участку поверхности и расстояние от точки проведения нормали до анода составили угол/ 70° привело к росту времени включения до 0,3 ± 0,05 мкс при неизменом межэлектродном расстоянии и энергии импульса поджига и снижению срока службы до 1000 включений за счет закорачивания рабочей поверхности диэлектрика металлической пленкой

7.

7

Формула изобретения Вакуумный управляемый разрядник, содержащий противостоящие анод и катод, выполненный с отверстием, в котором установлен поджигающий электрод, отделенный от катода диэлектрической втулкой, о т- личающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и срока службы, диэлектрическая втулка выступает в разрядный

промежуток над рабочей поверхностью катода, которая выполнена в виде двух со- осных с втулкой и сопряженных по окружности участков поверхностей вращения, один из которых примыкает к рабочей

наружной боковой поверхности втулки, образующая ближайшего к диэлектрической втулке участка поверхности катода расположена под углом а 90-120° к образующей рабочей боковой поверхности втулки, нормаль к этому участку поверхности катода, проведенная из точки на границе этого участка поверхности катода с диэлектрической втулкой, расположена под углом / 0-70° к кратчайшему расстоянию от этой тоики до

поверхности анода, а образующие указанных участков поверхностей катода расположены друг к другу под углом у, выбранным в зависимости от высоты h выступающей части вт-улки и расстояния I от границы сопряжения указанных участков поверхностей катода до рабочей боковой поверхности втулки в соотношении

у arctg -20°

Изобретение относится к сильноточной электротехнике. Цель изобретения - повышение быстродействия и увеличения срока службы. Диэлектрическая втулка выступает в разрядный промежуток над рабочей поверхностью катода, которая выполнена в виде двух сопряженных по окружности участков поверхностей вращения. 1 ил.