Трехэлектродный искровой разрядник Советский патент 1980 года по МПК H01T5/00 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для коммутации в высоковольтных установка с целью получения импульсов напряжения и тока.

Известны трехэлектродныё искровые разрядники со средним управляющим электродом. Средний управляющий электрод может быть выполнен в виде отдельных металлических полосок, стержней или пластин с отверстием и без отверстия. При этом в момент пуска разрядника на средний электрод может подаваться высокрврльтньш импульс с полярностью, противоположной полярности напряжения, прикладываемого к основному промежутку, или через разделительные сопротивления и закорачивающий разрядник он закорачивается на землю.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является трехэлектродный искровой разрядник, содержащий два основных электрода и размещенный между ними средний электрод, находящийся под принудительным потенциалом, задаваемым с помощью делителя напряжения.

Время срабатывания указанного разрядника в газах при атмос(|)ерном давлении и стабильность запуска составляют сотни и десятки наносекунд соответственно. При заполнении разрядных камер газами под давлением удается получать времена срабатывания менее 10 не и стабильность запуска -10 НС. Однако и в этом случае значительJ но усложняется конструкция разрядника и наблюдается сильная эрозия электродов, что снижает срок службы разрядника и ухудщает его коммутационные характеристики. Кроме того, трехэлектродныё разрядники с «искажением поля, работающие в газе при 10 нормальном атмосферном давлении, имеют сравнительно узкий диапазон управляемости по напряжению, равный (0,7-0,9) I/cw- Д Ос,. - статическое пробивное напряжение разрядника.

Цель изобретения - повыщение быстро15действия путем уменьщения собственного времени срабатывания разрядника и расщирение диапазона управляемости разрядника по напряжению при работе как при нормальном атмосферном давлении, так и при повышенном.

20

Это достигается тем, что искровой разрядник, содержащий два основных электрода, между которыми размещен средний электрод, выполненный в виде диска, разде ляющего зазор между основными электродами на два искровых промежутка, снабжен изоляционной прокладкой, которая выполнена с буртиком и наложена на средний электрод со стороны одного из основных электродов, так что ее буртик направлен к другому основному электроду, причем высо та h буртика выбрана не менее толщины d среднего электрода. При этом, если на средний электрод в момент пуска разрядника подается импульс с полярностью, противоположной поляности напряжения между основными электродами, или средний электрод закорачивается на землю, то буртик направлен в сторону основного электрода с меньшим потенциалом. Если на средний электрод в момент пуска подается импульс с полярностью одинаковой с полярностью основного напряжения, то бурчик направлен в сторону электрода с большим потенциалом. При любом способе пуска разрядника пробой между основными электродами протекает в два этапа. Вначале пробивается тот искровой промежуток, со стороны которого на средний электрод наложена изоляционная прокладка. При этом электрическая искра, перемкнув первый искровой промежуток, огибает буртик изоляционной прокладки, замыкается на средний электрод и выносится в область второго искрового промежутка, резко искажает электрическое поле в нем, обеспечивает интенсивную ультрафиолетовую подв.еску и при значительном (до двукратного) перенапряжении вызывает его пробой с малым временем запаздывания и разбросом. На чертеже изображен предложенный трехэлектродный искровой разрядник в случае пуска его путем закорачивания среднего электрода на землю. Между основными электродами 1 и 2 расположен средний электрод 3 с изоляционной прокладкой 4, имеющей буртик 5 и отверстие 6. Потенциал на среднем электроде задается с помЪщью делителя напряжения с резисторами 7 и 8. Пуск разрядника осуществляется путем инициирования пробоя в закорачивающем разряднике 9, отделенном от среднего электрода резистором 10. Траектория движения искры на чертеже показана стрелкой. Разрядник работает следующим образом. В исходном состоянии разность потенциалов на искровых промежутках, образованных электродами 1-3 и 2-3, равна половине напряжения U, приложенного к основным электродам 1 и 2, т. е. . После срабатывания закорачивающего разрядника 9 потенциал на среднем электроде 3 изменяется до значения потенциала земли, с постоянной времени г R -С, где R - сопротивление резистора 10, С - геометрическая емкость между электродами 3 и 2. С такой же постоянной времени увеличивается разность потенциалов между электродами 1 и 3 до значения U, т. е. через время, равное % в промежутке между электродами 1-3 .возникает перенапряжение, близкое к двойному, и он с малым временным разбросом пробивается, п;ри этом электрическая искра распространяется по поверхности буртика 5 изоляционной прокладки 4 и выносится в промежуток между электродами 3-2, резко искажая электрическое поле в нем. После этого на искровом промежутке между электродами 3-2 устанавливается почти двойное перенапряжение, что совместно с ультрафиолетовой подвеской и искажением поля от искрового разряда при пробое промежутка между электродами 1-3 и перекрытии буртика изоляционной прокладки обеспечивает его пробой с малым запаздыванием и временным разбросом. Таким образом, в предлагаемом разряднике за счет выноса электрической искры из первого искрового промежутка во второй искровой промежуток после пробоя первого искрового проме;.сутка общее время срабатывания разрядника и его разброс уменьшаются. Формула изобретения Трехэлектродный искровой разрядник, содержащий два основных электрода и расположенный между ними средний электрод, выполненный в виде диска, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия и расширения диапазона управляемости по напряжению, он снабжен изоляционной прокладкой, которая выполнена с буртиком и наложена на средний электрод со стороны одного из основных электродов, так что ее буртик направлен к другому основному элект роду, причем высота h буртика выбрана не менее толщины d среднего электрода.

i I-

ri

i

i.

в