Разрядник Советский патент 1980 года по МПК H01T1/00 

1

Изобретение относится к импульсньил коаксиальным сильноточным разрядным устройствам с перемещением дуги под действием магнитного поля разрядного тока, используемым, например, в качестве коммутатора энергии накопителя на нагрузку в генераторах импульсов тока электрогидравлических установок различного назначения.

.Известны коаксиальные разрядники, электроды которых представляют собой два изолированных цилиндра, расположенных соосно друг в друге 1.

Недостатком такого разрядника является ухудшение стабильности работы при повышении частоты следования разряда, причиной чему является ограниченный объем для распространения факелов плазмы, т.е. неудовлетворительные условия для восстановления электрической прочности разрядного промежутка. Кроме того, ограничена возможность увеличить долговечность путем уменьшения износа электродов.

Наиболее близким из известных технических решений к изобретению является разрядник, содержащий два коаксиально расположенные электрода.

внутренний из которых вьтолнен в ви,де спирали

в указанном разряднике уменьшена эрозия электродов за счет вращения дуги под действием магнитного поля.

.Недостатком этого разрядника является нестабильность работы при высоких частотах следования разрядов со сдвигом порога срабатывания

10 в сторону уменьшения пробивного напря/кения.

Причиной этому является неудовлет ворительные условия для восстановt5 ления электрической прочности разрядного промежутка, так как электродная система этого разрядника является прегргмдой для распространения факелов плазмы и термогазодинамичес20 кого расширения ионизированного газа после разряда, что замедляет процесс восстановления электрической прочности разрядного промежутка. Целью изобретения является повышение частоты срабатывания разрядника.

Это достигается тем, что в разряднике, содержащем два коаксиально расположенных электрода, внутренний

30 из которых выполнен в виде спирали.

внешний электрод выполнен в виде спирали.

На чертеже схематически представлен предлагаемый разрядник.

Он состоит из внешнего,электрода 1 и внутреннего электрода 2. Электроды выполнены в виде спиргшей, например, цилиндрических. Разрядник подключен к разрядному контуру 3. Шаг спирали внутреннего электрода должен быть равным шагу спирали внешнего электрода. Величина диаметров спирали должна подчиняться следующей зависимости

d,,

где d - диаметр спирали внутреннего электрода d,, - диаметр спирали внешнего

электрода;

S - длина разрядного промежутка которая может регулироваться путем перемещения в аксигшьном направлении одного из электродов. При подаче напряжения на разрядник, пробивается межэлектродный промежуток между витками спиралей. По электродам протекает ток, направление которого показано стрелками на чертеже. Если по оцаому электроду ток течет в одно нащ авлении, то по другсму электроде - в обратжи. Создаваемые этим током. магнитные поля частично компенсируются, поэтому общая индуктивность разрядника будет достаточно малой.

ntm определенной амплитуде и длительности тока величина электродинамических сил обусловленных магни ньвм полем разрядного тока будет достаточной для передвижения дуги по электродам, в результате обеспечиваются малая эрозия элект1юдов и высокий срок службы.

Так как расстояние между рабочими поверхмостями электродов одинаково, то появление разряда в любом месте электродной системы равнбвероятио, поэтому пробой от разряда к разряду будет происходить в разшлх местах, что уменьшает скорость изиоса электродов. Таким образом, увеличением длииы спирали достигается увеличение ресурса рабрты разрядника.

Во время разряда с обоих электродов разлетаются факелы плазмы, и разрядный промежутЪк згшол яется монизированными продуктами эрозии электродов. В предлагаемой конструкции для распространения факелов плазмы

разряда преградой является только часть электродной системы, непосредственно участвующей в разряде. Таким образом, по сравнению с прототипом обеспечены лучшие условия для расп1юстранения факелов плазмы, что уменьшает концентрацию ионизированных частиц после окончания разряда, а также улучшает условия охлаждения разрядного промежутка путем конвекции газа. Вследствие этого происходит быстрое восстановление электрической прочности разрядного промежутка, что способствует увеличению стабильности пробивного напряжения разрядника при повышенной частоте следования разрядов. Выполнение электродов полыми позволяет применить жидкостное охлаждение как сшшх электродов, так и окружающей их среды,а это также способствует восстановлению электрической прочности прс 4ежутка,а следовательно и увеличению стабильности работы разрядника.

Хорошая стабильность работы разрядника при работе на высокой частоте достигается тем, что в конструкции обеспечены условия для быстрого восстановления электрической прочности разрядного промежутка после окончания разряда.

Одним из возможных вариантов конструкции такого разрядника может быть конструкция, в которой электроды выполнены в виде цилиндрических спиргшей. Ангшогичный результат может быть достигнут, если электроды вьшолнены в виде конических спиралей или, если внутренний электрод вьтолнен в виде цилиндрического стержня (трубы), а внешний - в виде цилиндаической спирали.

Формула изобретения

Разрядник, содержащий два коаксиально расположенных электрода, внутренний .из которых выполнен в видеспИрали, отличающийс я тем, что, с целью повышения частоты срабатывания, внешний электрод вы полнен в виде спиргши.

Источники и-нформации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ 1280384, кл. 21 С 72, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР I 182242, кл. Н 01 I 17/64, 1965.