Разрядник Советский патент 1980 года по МПК H01T3/00 

(54) РАЗРЯДНИК

I

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и предназначено для коммутации в разрядных цепях накопителей энергии, например, конденсаторных батарей. Оно может быть использовано в экспериментальной физике и промышленной технологии, в частности, в проблеме управляемого термоядерного синтеза, при создании сильных импульсных магнитных полей.

Известен разрядник, содержащий главный искровой промежуток, электроды которого разделены изолятором, и подсвечивающий искровой промежуток. За счет подсветки главного искрового промежутка фотоизлучением подсвечивающего искрового промежутка в разряднике достигается высокая стабильность времени срабатывания и малый разброс пробивных напряжений 1.

Однако продукты горения дуги главного искрового промежутка выбрасываются приразряде в окружающее пространство и оседают на поверхности изолятора, что приводит к снижению электрической прочности изоляции и к самопроизвольным срабатываниям разрядника, вызывающим аварии в экспериментальных физических установках и простои дорогостоящего оборудования.

или производство брака при использовании разрядника в промыщленной технологии.

Известен также разрядник, содержащий основные электроды, разделенные изолятором, и устройство продувки, которое обеспечивает эвакуацию продуктов горения дуги из разрядника посредством прокачки газа через разрядный промежуток 2.

Устройство продувки позволяет значительно снизить вероятность самопроизвольных срабатываний разрядника, io Недостатком разрядника является низкая стабильность срабатывания и значительный разброс пробивных напряжений.

Наиболее близким известным техническим рещением к предлагаемому изобретению является разрядник, содержащий электро15ды главного искрового промежутка, разделенные изолятором с отверстием для продувки, и поджигающие электроды, образующие подсвечивающий искровой промежуток 3.

20 Недостатком разрядника является ограниченный срок службы из-за напыления материала электродов главного искрового промежутка на поверхность изолятора, что приводит к снижению его электрической прочпоста и к самопроизвольному срабатыванию разрядника. Кроме того, материал электроДЬёf лавного искрового промежутка,ОсажfMCb йа под жигаю liiH х электрЭДахГттри во дит к изменению пробивного напряжения под сЕгечивающего искрового промежутка, что сказывается на стабильности срабатывания всего разрядника.

Целью изобретения является повышение срока службы и стабильности срабатывания разрядника.

Цель достигается тем, что известный разрядник 3 снабжен перфорированным экраном, отношение плошади всех отверстий которого к его обшей плошади выбрано в пределах 0,7-0,8, расположенным между изолятором и главным искровым промежутком, а поджигаюш,ие электроды установлены

между изолятором и. указанным экраном,

причем экран выполнен выпуклым в сторону главного искрового промежутка.

На чертеже схематически изображен

предлагаемый разрядник.

Он содержит два электрода 1 и 2 главного искрового промежутка 3, поджигаюшие электроды 4 и 5, образуюш.ие подсвечиваюший искровой промежуток 6, изолятор 7 с отверстием 8 для продувки и (заш;итный) перфорированный экран 9, расположенный

1 ГбЯ Угдам к направлению движения ударной волны и потока 10 продуктов горения дуги из главного искрового промежутка 3 и отделяющий подсвечиваюш,ий искровой промежуток 6 и изолятор 7 от главного искрового промежутка 3.

Разрядник работает следуюшим образом. При увеличении напряжения на разряднике до пробивного первым срабатывает подсвечиваюший искровой промежуток 6. При этом происходит интенсивное облучение и фотОиойизация газа главного искрового промежутка 3 излучением разряда подсвечиваюшего искрового промежутка 6, которое попадает в главный искровой промежуток, проходя сквозь отверстия в экране 9. Следовательно, интенсивность облучения главного искрового промежутка 3 зависит от интенсивности излучения разряда подсвечиваюшего искрового промежутка 6 и от коэффициента живого сечения f перфорированного

зкрйна; определяемого отношением плошади всех отверстий в экране к плошади всего экрана. , ,, .,.,..

Величина коэффициента xi-fffOTO течения перфорированного экрана меньше 0,7 Для целей подсветки сквозь отверстия в нем нецелесообраЗна; Таккак в этомслучае теряется более 30% мошности подсвечиваюшего

Шг улЬба как показали экспёрйменты, влияние подсвечиваюшего искрового промежутка на срабатывание главного искрового промежутка значительно ослабляется. При коэффициенте живого сечения перфорированного экрана f , срабатывание подсвечивающего искрового промежутка приводит к Haдежному срабатыванию главного искрового промежутка и в нем разовьется дуга. При этом в пространстве вокруг горяшей дуги начнет распространяться со скоростью порядка 1-2 км/с ударная волна разряда,

представляюшая собой поток сжатого газа со взвешенными в нем продуктами горения дуги. Для двигаюшегося со столь высокой скоростью потока газа перфорированный экран с коэффицйентом живого сечения 0,7-0,8 и отверстиями небольших диаметров представляет собой практически непроницаемую преграду. Поток 10 загрязненного в результате горения дуги газа, встретив на своем пути перфорированный экран 9, отбрасывается им на нерабочую поверхность

изолятора и электродов, так как перфорированный экран 9 распо«1ожен под углом к направлению движения потока 10 загряз-, ненного газа. При этом возможное частичное загрязнение поверхности перфорированного экрана 9 продуктами горения дуги практически не влияет на его коэффициент живого сечения.

Для эвакуации продуктов горения дуги из разрядника осушествляется продувка главного искрового промежутка через отверстие 8 в изоляторе и отверстие экрана. Причем перфорированный экран с коэффициентом живого сечения 0,8 0,7 не представляет преграды для прокачиваемого газа, так как коэффициент сопротивления при низких скоростях газа очень мал.

0 Таким образом, данный разрядник по , сравнению с известными за счет установки перфорированного экрана позволяет снизить запыляемость изолятора и поджигаюших электродов, что приводит к повышению срока службы разрядника и стабильности

его срабатывания.

Формула изобретения

Разрядник, содержаший электроды главного искрового промежутка, разделенные изолятором с отверстием для продувки, и поджигаюшие электроды, образуюшие подсвечивающий искровой промежуток, ог.шчающийсяге л, что, с целью повышения срока службы и стабильности срабатывания, он снабжен перфорированным экраном, отношение площади всех отверстий которого к его общей площади выбрано в пределах 0,7-0,8, расположенным между изолятором и главнымискровым промежутком, а поджигающие электроды установлены между изоляторОй и указанным экраном; причем экран выполнен выпуклым в сторону главного искрового промежутка.

Источники информации, принятые вО внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельство СССР. № 371645, кл. Н 01 Т 3/00, 10.05.71.