ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ ПРИБОР Советский патент 1971 года по МПК H01J17/46 H01J17/46 

Изобретение относится к управляемым газоразрядным приборам низкого давления с холодным катодом, предназначенным для работы в высоковольтных импульсных установках в качестве включающих и защитных элементов, которые способны пропускать мощные импульсы тока.

Известен газоразрядный прибор низкого давления, содержащий цилиндрический анод, накаленный катод и пусковой электрод в виде стержня.

Предлагаемый прибор отличается от известного тем, что полый катод с перфорированными стенками расположен коаксиально внутри полого цилиндрического анода, а пусковой электрод в виде .пластины размещен внутри полости катода параллельно его основаниям, что позволяет увеличить максимально допустимую коммутируемую мощность. В приборах, предназначенных для коммутации больщих импульсных мощностей, целесообразно пусковой электрод выполнять в виде нескольких пластин, расположенных вдоль оси прибора и соединенных между собой электропроводящими стойками.

На фиг. 1 схематически показаны два варианта предлагаемого прибора; на фиг. 2 - прибор во втором варианте (см. фиг. 1,6).

жен катод 2, также имеющий форму полого цилиндра.

Между стенками анода и катода образован

равномерный зазор 3. В полости 4 катода нараллельно его основаниям размещен пусковой

электрод 5 в виде пластины. В стенках катода

имеются отверстия 6.

Цифрами 7, 8 1 9 обозначены выводы анода, катода и пускового электрода соответственно.

Размеры зазора 3 и давление рабочей среды (газ или пара) внутри прибора выбираются так, чтобы его электрическая прочность определялась левой ветвью кривой Пащена и

имела необходимую величину. Ширина отверстий в стенках катода не должна превыщать щирины зазора 3. Провисание поля анода в полости 4 при этом незначительно и влиянием отверстий на электрическую прочность прибора можно пренебречь.

Прибор работает следующим образом. Б исходном состоянии к аноду приложено высокое рабочее напряжение. В зазоре 3 устанавливается распределние поля, близкое к однородному. В полости 4 поле практически отсутствует. При подаче стартового импульа на пластину 5 в полости 4 загорается тлеющий разряд. Плазма, заполнивщая полость, является эффективным источником электронов, копод действием анодного поля вызывают пробой с анода на катод.

После пробоя в зависимости от анодного напряжения и параметров внешнего разрядного контура устанавливается либо плотный тлеющий разряд между анодом / и -полостью 4 через отверстия 6, либо разряд типа вакуумной дуги с анода на наружную поверхность катода.

В приборах, предназначенных для коммутации больших импульсов токов и имеющих большие размеры электродов и, следовательно, полости 4, рекомендуется пусковой электрод 5 выполнять в виде нескольких пластин, размещенных вдоль оси .прибора и соединенных между собой электропроводящими стойками 10 (см. фиг. 2). В этом случае плазма стартового разряда более равномерно заполняет полость 4, что, в свою очередь, способствует распространению основного разряда на большую площадь катода и анода. Полый цилиндрический анод в этом случае служит также корпусом прибора. Перфорированный катод крепится внутри корпуса с помощью ножки 11 и изолятора 12. Пусковой электрод в виде набора тонких дисков, закрепленных на электропроводящих стойках 10, размещен внутри полости катода. Свободный конец стержня из стоек 10 проходит сквозь изолятор 13 наружу и служит выводом пускового электрода. Фланец 7 служит выводом анода. Откачка и наполнение прибора производится через штенгель (на чертеже не показан).

При конструировании прибора следует иметь в виду, что линейные размеры катодной полости 4 должны быть по крайней мере в несколько раз больше щирины зазора 3 между

катодом и анодом, чтобы условия зажигания разряда в ней соответствовали примерно минимуму кривой Пашена.

В качестве рабочих газов рекомендуется использовать инертные газы водород и дейтерий, как наиболее подходящие с точки зрения электрических и .химических свойств, а также поддержания давления на постоянном уровне. Возможно также применение и других

газов и паров (например, ртути).

Для повыщения стабильности зажигания прибора целесообразно применять слаботочный сторожевой тлеющий разряд, например, путем подачи на пусковой электрод соответствующего постоянного смещения.

Преимущества предлагаемого прибора заключаются в простоте его конструкции, позволяющей при сравнительно небольших габаритах коммутировать мощные импульсы тока и

обеспечивающей достаточно высокую электрическую прочность.

Предмет изобретения

1. Газоразрядный прибор низкого давления, содержащий анод, катод и пусковой электрод, отличающийся тем, что, с целью увеличения максимально допустимой коммутируемой мощности катод, выполненный в виде перфорированного полого катода, расположен внутри полого анода, а пусковой электрод, выполненный в форме пластины, расположен внутри катода параллельно его основаниям. 2. Прибор по п. I отличающийся тем, что

пусковой электрод состоит из нескольких электрически соединенных собой пластин, расположенных вдоль оси прибора.