УПРАВЛЯЕМЫЙ РАЗРЯДНИК3 П т ь Советский патент 1974 года по МПК H01T2/02 H01J17/20 

-т жтт

.

рядной камеры, последние приходят в непосредственный контакт с плазмой разряда, испаряются и очищают попавшие па пих в процессе разряда частицы металла электродов и проводящие окислы, которые в дальнейшем, после прекращения разряда, конденсируются на холодных (более быстро остывающих, чем диэлектрик) поверхностях электродов.

Для уменьшения эрозии электродов разрядная камера может быть занолнена газом при нопижеином давлении. Долговечность работы электродов разрядника можно увеличить, если его камеру заполнить элегазом. Вследствие более высокой (в 2,5 раза) электрической прочности элегаза по сравнению с воздухом давление газа (для выбранного межэлектронного расстояния и заданного рабочего напряжения) может быть снижено примерно в 2,5 раза, что приведет к более интенсивному расширению канала разряда в процессе разряда. Известно, что размеры канала разряда определяются как механизмом формирования пробоя, в существенной мере зависящим от начального давления газовой среды, так и плотностью газа. Поэтому при необходимости обеспечить дальнейшее увеличение размеров токового канала и соответствующее снижение плотности тока преДоТагается заполнять разрядную камеру смесью 5% элегаза и 95% воздуха, обладающей электрической прочностью элегаза, но значительно меньшей плотностью, близкой к плотности воздуха. Еще большего уменьщения плотности тока за счет более интенсивного расширения токового канала достигают, заполняя разрядную камеру смесью 5% элегаза и 95% гелия. Эта смесь, как показали эксперименты, имеет электрическую прочность, равную 60% электрической прочности элегаза, по ее плотность в 16 раз меньше плотности элегаза и в 3 раза меньше плотности воздуха.

Исследования управляемых разрядников с длиной межэлектродных расстояний 30- 60 мм, проводившиеся при заполнении разрядной камеры воздухом при давлении 40 тор и элегазом при давлении 6-10 тор, показали, что разрядник успешно и многократно коммутировал токи 300-500 ка с длительностью 300 мк сек. Индуктивность разрядника была при этом достаточно малой и при кв составляла 10 нГн. При наличии поджогов тригатронного типа (с током в поджиге равным ка), инициировавших разряд на одном из основных электродов, было зафиксировано образование постоянных зон протекания тока, соответствовавших току поджигов.

Эрозия электродов была значительно меньше, чем эрозия при аналогичных условиях и

атмосферном или повышенных давлениях, а плошадь токовых пятен на электродах - значительно больше, она приближалась к размерам соответствующей площади на электродах вакуумного разрядника , иснытанного в

тех же условиях.

Диапазон управляемости разрядника но напряжению был большим: при разрядных напряжениях самоприбоя t/cT 3-20 кв разрядник запускался триготронным поджигом

при fy(0,15-1) УСТ. Давление газа в разряднике после нескольких сотен коммутаций тока 300-500 ка не изменилось.

Проведенные исследования показали, что при работе разрядника с начальным давлением 10-300 тор как в воздухе, так и в элегазе и коммутации им токов в сотни килоампер получены скорости перемещения канала искры вдоль электродов, равные 0,5-5 км/сек. При длительности импульса тока порядка

100 км/сек характерной, например, для коммутаторов, используемых в установках для магнитно-импульсной обработки металлов, каиал искры перемещается за время имиульса вдоль электродов иа 50-500 мм, что приводит

к распределению эрозии по поверхности электродов и соответственно увеличивает их долговечность.

Предмет изобретения

1.Управляемый разрядник для коммутации имнульсных токов, содержащий замкнутую разрядную камеру, присоединенные к ней системы откачки и напуска газа, основные и поджигающие электроды, отличающийся тем, что, с целью повышения пропускной способности разрядника по току и улучшения времени срабатывания разрядника, его разрядная камера занолнена смесью элегаза и более легкого газа.

2.Разрядник по п. 1, отличающийся тем, что разрядная камера заполнена смесью элегаза и азота, например 5% элегаза и

95% азота.

3.Разрядник но п. 1, отличаюшийся тем, что разрядная камера заполнена смесью элегаза и гелия, например 5% элегаза и 95% гелия.

i anycK

ч

. . ////.у(////////// л///л

Откачка