Многозазорный управляемый разрядник Советский патент 1980 года по МПК H01T5/04 

(54) МНОГОЗЛЗОРИЫЯ УПРАВЛЯЕМЫЙ РАЗРЯДНИК

1

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано в генераторах импульсных токов и напря;:сений.

Известен многозазорныП управляв- 5 мый разрядник, содержащий ряд искровых промежутков, резистивный делитель для равномерного распределения рабочего напряжения по промежуткам и цепочку конденсаторов с цилиндричес- Ю ними экранами. Каждый из электродов разрядника соединен с металлическим кольцом, образующим совместно с экраном соответствующего конденсатора конструктивную поперечную емкость. 15 Один конец цепочки конденсаторов соединен через резистор с одним крайним электродог.1 разрядника, а второй конец через запускающий генератор соединен со BTOpi-JM крайним электродом i. 20

Недостаток конструкции - при пробое изоляции между любым кольцом и соответствующим цилиндрическим экраном большая часть напряжения импульса оказывается приложенной к первому 25 или нескольким первым (считая от запускающего генератора) конденсаторам цепочки.Вследствие этого конденсаторы и весь разря1хник выходят из строя. Кроме того, к недостаткам разрядника 30

следует отнести большое число нестандартных элементов конструкции - экранов, изоляционных втулок и т.п.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является многозазорный управляемый разрядник, содержащий ряд последовательно расположенных основных электродов с резистивным делителем напряжения, укрепленных на соосно установленных токопроводящих кольцах,, внутри которых коаксиально расположён управляющий стержень, отделенный от колец твердым изолятором и запускающий генератор 2 . Управлякшдий стержень выполнен металлическим и совместно с кольцами образует конструктивные поперечные емкости. В качестве твердого изолятора используется отнержденная эпоксидная смола. Один конец управляющего стержня через запускагоший генератор гальванически связан с одним из крайних основных электродов разрядника.

Недостаток конструкции - на изоляцию между кольцом крайнего основного электрода и стержнем воздействует полное рабочее напряжение, приводящее к ускоренному старению изоляции , и повышению вероятности ее пробоя. Г овреяодение же изоляции между любым

кольцом и стержнем вызывает выход из строя всего разрядника.

Целью изобретения является повышение Срока службы, надежности и технологичности.

Поставленная цель достигается тем что в известном многозазорном разряднике, содержащем ряд последовательно расположенных основных электродов с резистивным делителем напряжения, укрепленных на соосно установленных токопроводящих кольцах, внутри которых коаксиально расположен управляющий стержень, отделенный от колец твердым изолятором, и запускающий генератор, управляющий стержень выполнен из диэлектрика с высокой диэлектрической проницаемостью и снабжен токопроводящей насадкой на одном из его концов, твердый изолятор выполнен секционированным по числу токопроводящих колец, а запускакндий генератор подключен между токопроводящей насадкой и ближайшим к ней крайним основным электродом .

Применение изоляционного стержня позволяет устранить все металлические элементы из области внутри колец что существенно увеличивает прочност Изоляции всей конструкции и, соответственно, повышает нгщежность работы ус-тройства. Отпадает также необходимость в применении сложной технологии изготовления изоляции путем заливки компаундом. Кроме того, в случае пробоя изоляции между каким либо кольцом и электродом на конце стержня разряд происходит по поверхности стержня, что не приводит к выходу из строя всего разрядника, а требует лишь замены пробитой изоляционной секции, на которой установлено кольцо. Таким образом, значительно увеличивается срок службы всего устройства.

На фиг. 1 показано конструктивное выполнение разрядника;.на фиг. 2 эквивалентная электрическая схема замещения разрядника. .

Разрядник содержит керамический изоляционный стержень 1 из материала с высокой () относительной диэлектрической проницаемостью, на одном конце которого плотно укреплена токопроводящая насадка 2. Основные электроды 3 соединены между собой резисторами 4 делителя напряжения, создающего равномерное распределение . постоянного напряжения по искровым промежуткам. Металлические кольца 5, установленные на изоляционных секциях б, соединены с электродами 3 и создают конструктивную емкость относительно концевой насадки 2. Между концевой насадкой 2 и первой секцией б расположена изоляционная втулка 7, фиксирующая положение указанной секции относительно концевой насадки 2.Изоляция между концевой насадкой 2 и первым кольцом 5 рассчитана на максимальное импульсное напряжение запускающего генератора. Изоляционный цилиндр 8 обеспечивает жесткость конструкции.

Устройство работает следующим образом.

Приложенное к разряднику постоянное напряжение (подаваемое на крайние электроды) равномерно распределяются по искровым промежуткам резисторами 4. Концевая насадка 2 до подачи пускового импульса имеет тот же потенциал, что ближайший к нему электрод 3. Для запуска разрядника от запускающего генератора подается импульс напрях(ения, приложенный между концевой насадкой 2 и ближайшим к нему электродом 3. Амплитуда импульса напряжения много больше статического пробивного напряжения одного искрового промежутка. Эквивалентная меж- электродная емкость 9 (фиг.2) выбирается много меньше поперечной емкости 10 кольца 5 относительно концевой насадки 2. Величина последней емкости определяется, в основном, соотношением величины относительных диэлектрических проницаемостей материалов стержня 1 И секций 6, первая из которых много больше второй. Благодаря этому все емкости 10 приблизительно одинаковы. Вследствие большого различия величины емкостей 9 и 10 импульс напряжения практически полностью прикладывается к,крайнему искровому промежутку. После пробоя этого промежутка импульс напряжения прикладывается к следующему искровому промежутку и также пробивает ег Процесс продолжается до пробоя всех искровых промежутков разрядника.

Использование изобретения увеличивает надежность работы и срок службы разрядника, позволяет отказаться от сложной и дорогостоящей технологии изготовления изоляции. Конструкция позволяет быстро заменять отдельные поврежденные изоляционные секции и восстанавливать работоспособность разрядника. Рабочее напряжение разря вика может быть изменено путем изменения числа секции с кольцами и электродами и выбора соответствующей длины керамического стержня.

Формула изобретения

Многозазорный управляе1 й 1й разрядник, содержащий ряд последовательно расположенных основных электродов с резистивным делителем напряжения, укрепленных на соосно установленных токопроводящих кольцах, внутри которых коаксиально расположен управляющий стержень, отделенный от колец твердым изолятором, и запускающий генератор, отличающийся тем, что, с целью повьдлания срока службы, надежности и технологичности, управляющий стержень выполнен из диэлектрика с высокой диэлекгрической проницаемостью и снабжен токопроводящей насащкой на одном из его концов., .твердый изолятор выполнен секционированным по числу токопроводяиих колец, а запускающий генератор

3 S 3

275 it f

подключен между токопроводящей насадкой и ближайшим к ней крайним ос новным электродом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2lDmputse greneratots encapsutoted spcivV g-otps.Eng-ineer , 1968, 226, № 5870, 134-135.

qpq

Фиг-1