Искровой разрядник Советский патент 1992 года по МПК H01T7/00 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройству высоковольтных искровых управляемых разрядников с большой коммутируемой энергией и обеспечивающих высокую долговечность.

Известен искровой разрядник, содержащий установленные соосно на удалении разрядного промежутка друг от друга основные электроды дисковой формы с централь- ными выводами, а также систему инициирования разряда в виде управляющего электрода, установленного в межэлектродном промежутке возле одного из основных электродов.

Недостатками известного разрядника является малая величина коммутируемой энергии и низкая долговечность, ограничиваемые эрозионным износом электродов, который является следствием невозможности в данной конструкции разделения разряда на несколько каналов из-за их электромагнитного стягивания и отсутствия мер по перемещению разряда по поверхности электродов. Это предопределяет боль шие токи разряда, которые при контакте дуги разряда с одними и теми же участками

электродов успевают эффективно их прогреть, интенсивно испаряя материал электродов.

Целью изобретения является увеличение коммутируемой разрядником энергии при заданном уровне долговечности.

Для достижения этой цели в известном искровом разряднике, содержащем пару установленных соосно и образующих плоско- параллельный промежуток основных электродов дисковой формы с центральными выводами, а также систему инициирования разряда, рабочие поверхности основных электродов покрыты эрозионно стойким диэлектриком, а сами электроды снабжены радиальными электродами, которые выполнены в виде пластин или стержней и работают попарно, система инициирования разряда выполнена в виде синхронно срабатывающих поджигающих устройств, которые установлены у основания одного из радиальных электродов каждой электродной пары, подключены каждое к автономному инициирующему каналу и представляют собой стержневой управляющий электроде насаженной на него диэлекч Ј

1 ю

(

00

ю

трической втулкой из плазмообразующего материала, плотно контактирующей с радиальным электродом. При этом диаметр D основных электродов выбирают в соответствии с выражением

D 0,ЗН(п -1),

где Н -межэлектродное расстояние разрядника;

п - число пар радиальных электродов.

Все это обеспечивает перемещение разрядов под действием электродинамических сил вдоль радиальных электродов наружу.

На фиг. 1 приведен предложенный искровой разрядник, продольный разрез; на фиг. 2 - вид А-А; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1.

Разрядник представляет собой два установленных соосно на расстоянии межэлектродного промежутка Н друг от друга электродных узла, содержащих каждый основной электрод 1 дисковой формы и выпол- ненные с ним заодно радиальные электроды 2 в виде пластин или стержней. Основные электроды снабжены центральными выводами 3 для включения прибора в коммутируемую цепь. Рабочая поверхность основных электродов покрыта эрозионно- стойким диэлектриком 4,

На радиальных электродах 2 одного из электродных узлов возле основного электрода 1 установлены поджигающие устройства 5, представляющие собой стержневой управляющий электрод 6 с насаженной на него диэлектрической втулкой 7 из плазмо- орразующего материала, плотно контактирующей с радиальным электродом 2. Для обеспечения одновременного срабатывания всех поджигающих устройств каждое из них подключено автономному инициирующему каналу генератора поджигающих импульсов, срабатывание которых синхронизировано во времени.

При разработке разрядника число пар радиальных электродов выбирают исходя из величины коммутируемой энергии и заданной долговечности прибора. Значение межэлектродного промежутка принимают таким, чтобы разрядник надежно выдерживал напряжение коммутируемой цепи. Диаметр основных электродов при выбранных межэ/йктродном промежутке и числе пар радиальных электродов определяется так, чтобы обеспечить ускоренное движение разрядов вдоль радиальных электродов наружу. Для этого необходимо, чтобы ускоряющие разряды электродинамические силы превосходили по величине электромагнитные силы взаимного притяжения разрядов. На основании анализа действующих на разряды сил для выбора диаметра D основных

электродов может быть использована зависимость

D 0,3H(n -1), где Н - межэлектродный промежуток разрядника;

п - число пар радиальных электродов. Разрядник работает следующим образом.

Разрядник своими выводами 3 включен

в коммутируемую цепь и находится под напряжением. При включении многоканального генератора поджигающих импульсов на поджигающие устройства 5 синхронно подаются высоковольтные инициирующие импульсы, под действием которых пробиваются промежутки между управляющими электродами 6 и радиальными электродами 2. В результате скользящего разряда по поверхности диэлектрической

втулки 7 образуется поджигная плазма, которая инжектируется в межэлектродный промежуток разрядника, инициируя разряды между радиальными электродами 2. Раз- рядник закорачивается, замыкая

коммутируемую цепь. Протекающий через разрядник ток разделяется на несколько каналов, так что через каждую из п пар радиальных электродов протекает ток разряда

1р

В процессе разряда в местах контакта дуги с поверхностью электродов происходит нагрев и испарение метериала электродов. Пары ионизируются и поступают в дугу

разрядов. Действующие на разряды электродинамическое силы, возникающие в результате взаимодействия токов разряда с создаваемыми вокруг радиальных электродов магнитными полями, преодолевая электромагнитные силы взаимного притяжения разрядов, перемещают последние вдоль радиальных электродов наружу. При этом по мере увеличения расстояния между разрядами взаимное притяжение их ослабевает. Движущиеся разряды скользят по поверхности радиальных электродов и не успевают эффективно прогревать их материал.

Применение блока радиальных электродов с центральными токоподводами в виде

дисковых основных электродов и с поджигающими устройствами у их основания позволяет разделить ток через разрядник на несколько самостоятельных симметричных относительно оси разрядника каналов, а выбор диаметра и электрическая изоляция рабочей поверхности основных электродов обеспечивают ускоренное движение разрядов вдоль радиальных электродов, снижающее эффективность прогрева и испарения i материалов. Все это вместе взятое позволяет уменьшить эрозию электродов и, следовательно, повысить величину коммутируемой энергии при заданном уровне долговечности разрядника.

Выполнение системы инициирования разряда в виде установленных на каждой паре радиальных электродов поджигающих устройств, которые подключены к синхронно срабатывающим автономных инициирующим каналам, обеспечивает одновременность срабатывания всех пар радиальных электродов.

Поджигающие устройства в виде стержневого управляющего электрода с насаженной на него диэлектрической втулкой из плазмообразующего материала, которая плотно контактируете радиальным электродом, обеспечивает надежность инициирования разряда как при газонаполненном, так и при вакуумном исполнении разрядника.

Формула изобретения Искровой разрядник, содержащий два противостоящих дисковых электрода с раз5

0

5

мещенными по оси стержневыми токопод- водами и устройство инициирований разряда, установленное в одном из дисковых электродов со смещением относительно его оси, отличающийся тем, что, с целью увеличения коммутируемой .энергии, дисковые электроды выполнены с расположенными по периметру радиально расходящимися протяженными выступами, расположенными попарно друг против друга, устройство инициирования разряда выполнено в виде нескольких инициирующих элементов по числу указанных выступов, каждый из которых расположен у основания соответствую- щего выступа, а на центральных обращенных друг к другу частях торцов дисковых электродов установлены дополнительно введенные диэлектрические закладки из эрозионностойкого материала, диаметр D которых, ширина Н промежутка между дисковыми электродами и число п выступов на дисковом электроде выбраны в соответствии с соотношением D 0,ЗН(п - 1).

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике. Цель изобретения - увеличение коммутируемой энергии. Два дисковых электрода разрядника выполнены с радиально расходящимися выступами. Центральные части электродов снабжены диэлектрическими накладками из эрозионнестойкого материала, а у основания выступов одного из электродов расположены инициирующие элементы. 3 ил.

К

1±

V/////7//X/S///Y7,

k 4444 44444

V/Y/////////77A

и.

Г . . . ...1ll.lll.ll II.

Фиг.1

Фиг. 1

Фиг.З