Разрядник Советский патент 1980 года по МПК H01J17/20 

(54) РАЗРЯДНИК

Изобретение относится к области газоразрядной техтжи и может быть использовано при создании газоразрядных приборов, искровых разрядш ков, предназначе шых как для коммутавди больших энергий, так и для защиты разной электронной аппаратуры, апшратуры связи от опасных перенапряжений.

Известен газоразрядный прибор (разрядное), у которого с целью получения высокого потенциала погасания имеется большое количество секций, разделенных одна от nnacTimaми 11.

Недостатками таких разрядников являются сложность конструкции, большие габариты и масса прибора.

Известен газоразрядный прибор, у которого с целью получения высокого потенциала погаса1ШЯ в качестве наполнения выбран водород 2

Однако потенциал погасания при водородном наполнении все же недостаточно высокий. Кроме того коммутация больип.х энерпш в водороде огргл Лгетла. в силу его жестчения.

Известен также газоразрядный прибор (искровой разрядник), у которого для увеличения

потелщилз цогасанпл и снижения напряжения зажиг.ишя в качестве наполнения используется двухкомпонектная .смесь подорода и ксенона, в которой парциальное давление ксенона составляет от 0,5 до 22% от общего давления газовой смеси 31.

Однако в этом приборе ограштчена комк-птация больших экерпш в имп 71ьсе, при работе прибора сш жается напряжение пробоя. При комMyxatVifK через прибор импульсов большой энерГ51И про1 сходй:т х естче 1ие газового наполнения, и в .большого тла Haicnona правой ветви крнвоГг записимости проб1гоного иащэяжения от произведении давлешш в приборе на меяолектродное расстояние прг.меняемой смеси резко

S из.меняется напряжение пробоя.

Известен газорщряцный ггрибор, содержащий электроды I газовое н-яполпение из смеси водорода, ксенона и аргона ( лн гелия) с содержишем последнего 70-80% 4.

Однако для наполнегош разрядгожов с высоким потенциалом гюгасаняя газовая смесь с изsecTfibM процент1 ым содержаш1ем компонентов нeпpнe шeмa, так как при повьппенном содержании Аг (или Не) в смеси напряжоше потасания, определяемое положением минимума кривой Пашена, резко уменьшается.

Целью изобретения является повышение потенциала погасания разряда при коммутаоди импульсов высоких энергий.

Цель достигается тем, что в предлагаемом приборе компоненты газового наполнения находятся в следующем соотношении,%: гелий 20-40; водород 42-56; ксенон 18-24, при этом -произведение давления Р газовой смеси на расстояние d между электродами превышает 4 мм рт. ст. jfCM.

Это позволяет увеличить коммутируемую энергию в импульсе при сохранении высокого потенциала погасаш1я и стабильности напряже1-шя пробоя. Габариты и масса прибора при этом мштмальны.

На чертеже приведены кривые изменения нагфяжеш я пробоя в- зависимости от произведени давлеиия газовой смеси на расстояние между j /электродами в следующих смесях:

Из этих зависимостей видно, что по сравнегано со смесью Н2+30% Хе трехкомпонентные смеси с процентным содержанием в них гелия от 20 до 40 предпочтительнее по следующим соображениям:

при изменении давлештя газовой смеси в илфоком диапазоне напряжение пробоя разрядШ ка изменяется незначительно;

в оищчие от смеси Hj +Хе для получения одного и того же напряжения пробоя разрядника rtpH одинаковом расстоянии междуэлектродами давление смеси Не + Н2 + Не должно бьпъ выбрано значительно больше. Например, чтобы получить напряжение пробоя 630-650В, давление смеси с 20% Не должно быть в два раза болыле, чем без гелия. А поскольку скорость расгшшен ия материала электродов обратно пропорциональна давлению наполняющего газа, эрозия электродов с увеличением давления уменьшается. Таким образом, увеличивая давление газа в разряднике, можно увеличивать коммутируемуго энергию в импульсе с сохранением одной и той же долговечности. Следует заметить также, чю потенциал погасания в смСИ HI + Не И В смесях с парциальным давлеfffleM гелия до 40% одинаков, поскольку этот параметр определяется величиной минимума кривой изменения напряжения пробоя в зависимости от произведения давления в приборе на межэлектродное расстояние. Вот почему смесь с процентным содержанием гелия вьш1е 40 применять нельзя, снижается потенциал погасания.

Испытание разрядников, наполненных трехкомпоненгной смесью, содержащей 30% Не, 50% Н2 и 20% Хе, показали, что они могут компенсировать энергии в импульсе до 20 кДж или по количеству электричества до 18 Кл. При этом потенциал погасания разрядников остается более 550В. Разброс напряжения пробоя не превышает 10%. Для того, чтобы еще уменьшить разброс напряжегшя пробоя в разряднике, можно добавить тритий с активностью до 1 мк Кюри.

Использование предложенного разрядника в коммутационной аппаратуре позволяет сохранить габариты ацпаратуры в несколько раз, а примене1ше-в системах защиты линий связи с дистанционным питанием повышает .надежность и бесперебойность связи на несколько порядков.

Формула изобретения

Разрядник, содержащий электроды и газовое наполнение из смеси водорода, ксенона и гелия, отличающийся тем, что, с целью повышения потенциала погасания разряда при коммутации импульсов высоких энергий, указанные компоненть газового наполнения находятся в следующем соотношении,%: гелий 20-40; водород 42-56; ксенон 18-24, а произведение. давления газовой смеси на расстояние между электродами превышает 4 мм рт. ст. см.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4.Авторское свидетельство СССР № 282535, кл. Н 01 J 17/46, 1969 (прототип). 67 Pd, /VA pm cw.« cti 3