Разрядник низкого давления Советский патент 1993 года по МПК H01T21/02 

Изобретение относится к области высоковольтной технике, а именно к области сильноточных коммутаторов, в частности разрядников низкого давления с полым катодом.

Известен способ и устройство запуска разрядника.

Способ включает подачу на управляющий электрод потенциала, равного или ниже потенциала полого катода, и создание в полости первоначальной плазмы посредством инжекции в полость полого катода потока электронов с маломощного высоковольтного горячего катода при подаче на этот катод отрицательного импульса.

Устройство состоит из полого катода цилиндрической формы, соосно которому размещен анод в виде стержня. С торцов катод закрыт изоляционными фланцами, на одном из которых размещен маломощный вспомогательный катод.

Известны также выбранные нами за прототип способ и устройство.

Способ основан на инициировании пробоя разрядом по поверхности диэлектрика. Пробой происходит вследствие достижения критического значения объемного заряда, образующегося при ионизации частиц поджигающим разрядом.

Устройство, реализующее способ, состоит из размещенных в корпусе двух основных и управляющего электродов.

К недостаткам устройства относится сравнительно большое время запаздывания разряда (т,з 50 не) за счет сравнительно большого времени достижения объемными зарядом критической величины, что обусловлено малой концентрацией частиц, участвующих в ионизации. Повышение давления в основном промежутке.практически не проходит, т. к. поверхность диэлектрика, по которой осуществляется вспомогательный разряд, находится вдали от основного промежутка.

Целью изобретения является повышение быстродействия разрядника.

СО

С

vj

00

00

ел

VJ

Указанная цель достигается тем, что в разряднике, содержащем соосно установленные в корпусе анод и полый катод, выполненный с отверстием со стороны анода, в полости которой/ установлен управляющий электрод, отделенный от катода диэлектрической вставкой, в соответствии с заявляемым решением, диэлектрическая вставка выполнена в виде стакана, установленного дном на внутренней поверхности рабочего торца катода, дно стакана выполнено с коническим отверстием, соосным с отверстием катода и расширяющимся в сторону анода, а управляющий электрод выполнен в виде кольца, установленного на внутренней поверхности дна стакана.

На чертеже приведена конструкция заявляемого устройст за.

Устройство содержит изоляционный корпус 1 из керамики ХС 22 с установленными в нем анодом 2 и полым катодом 3 из нержавеющей стали, в котором размещен поджигающий узел, включающий в себя керамическую пластину 4 с наложенным управляющим электродом 5 из стали, причем катод выполнен с отверстием со стороны анода, куда ориентирована рабочая поверхность 6 пластины 4.

Способ запуска разрядника следующий: на управляющий электрод 5 подается высоковольтный импульс, при этом происходит пробой по поверхности 6 диэлектрической пластины 4, сопровождающийся образованием плазмы и десорбцией газа с поверхностного слоя диэлектрической пластины 4. Повышается давление газа в основном межэлектродном промежутке за счет выхода десорбированного и связанного газа с поверхности диэлектрика. В соответствии с левой ветвью кривой Пашена, с повышением давления электрическая прочность промежутка уменьшается. Одновременно с повышением давления газа происходит его ионизация излучением из плазмы. Время образования объемного заряда существенно сокращается за счет повышения концентрации молекул и за счет протекания этого процесса возле отверстия катода.

Экспериментальная установка для получения импульсов больших токов включает в себя счетчик высокого напряжения, генератор поджига со своим источником питания, вакуумную систему, цепь регистрации,

разрядник низкого давления с узлом поджига, формирующую линию. С помощью вакуумной системы достигается давление значений, соответствующих диапазону параметров псевдоискрового разряда, формирующая импульс линия или конденсатор заряжается до значения рабочего напряжения, генератор поджига выдает запускающий импульс на узел поджига, разрядник срабатывает, время запаздывания срабат.з вания фиксируется цепью регистрации на осциллографе.

Таким образом, как следует из таблицы, заявляемое устройство позволяет уменьшить время запаздывания разброса примерно в 10 раз. Кроме того в (5-10) раз уменьшается разброс времени запаздывания пробоя по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Разрядник низкого давления, содержащий соосно установленные в корпусе анод и полый катод, выполненный с отверстием со стороны анода,в полости которого установлен управляющий электрод, отделенный

от катода диэлектрической вставкой, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, диэлектрическая вставка выполнена в виде стакана, установленного дном на внутренней поверхности рабочего

торца катода, дно стакана выполнено с коническим отверстием, соосным с отверстием катода и расширяющимся в сторону анода, а управляющий электрод выполнен Б виде кольца, установленного на внутренней

поверхности дна стакана.

Сущность изобретения: в корпусе со- осно установлены анод и полый катод с отверстием. На внутренней поверхности рабочего торца катода установлена диэлектрическая вставка, выполненная в виде стакана с коническим отверстием в дне, на внутренней поверхности которого установлен управляющий электрод, выполненный в виде кольца. 1 табл., 1 ил.