Управляемый разрядник Советский патент 1981 года по МПК H01T5/00 

(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ РАЗРЯДНИК

I

Изобретение относится к электрофизике и импульсной электроэнергетике и предназначено для применения в электроимпульсных установках, используемых для получения высокотемпературной плазмы, в импульсных источниках света и импульсной злектротехнологин.

Известен управляемый многоканальный газовый разрядник, имеющий два протяженных основных электрода и один протяженный управляющий, расположенный между ними 1.

К недостаткам этого устройства следует от-, нести трудность в создании удовлетворительното числа параллельных каналов, вследствие чего имеют место относительно большие собственные активное сопротивление и индуктивность, значительное время коммутащш и малая пропускная способность по току. Зажигание больщого числа параллельных искровых каналов обеспечивает малые индуктивное и активное сопротивления разрядника, что приводит к уменьшению времени коммутадии, повьпнению эффективности устройства, в котором оно применяется.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является управляемый разрядник, содержащий два основных электрода и расположенный между ними управляющий электрод, установленные на одной стороне твердого диэлектрика, толщина которого меньше расстояния между основными электродами, обратный токопровод, установленный на другой стороне твердого диэлектрика и подключенный к одному из основных электродов, и канал ини10даирующего импульса, один полюс которого . подключен к управляющему электроду,-а другой полюс - к обратному токопроводу (2.

Недостатком этого разрядника является относительнЬ большое собственное сопротивление,

15 обусловленное длиной плазменного слоя, равной расстоянию между основными электродами, которое вь1бирается из условия обеспечения электрической прочности по поверхности диэлектрика для максимального рабочего напряжения.

20

Цель изобретеиия - увеличение пропускной способности по току и уменьшение активных потерь и времени коммутащш путем уменьщеаия активного сопротивления каналов разряда. Поставленная цель достигается тем, что в управляемом разряднике, содержащем два основных электрода и расположенный между ннми управляющий-электрод, установле}шые на одной стороне твердого диэлектрика, толщи на которого меньше расстояния между основными электродами, обратный токопровод, установленный на другой стороне твердого диэлектрика и подключенный к одному из основ ных электродов, и канал инициирующего им-. пульса, один полюс которого подключен к управляющему электроду, а другой полюс - к обратному токопроводу, электроды вьшолнены со сходящимися в направлении от поверхности диэлектрика противостоящими рабочими повер ностями, которые расположены под острым углом к поверхности диэлектрика, причем рабочие и нерабочие внешние поверхности электродов плавно сопряжены. На чертеже представлен управляемый разрядник, продольный разрез и вид сверху. Разрядник содержит два основных электрода 1 и 2 и управляющий электрод 3, противостоящие рабочие поверхности которых установлены под острым . углом к поверхности диэлектрика 4, обратный токопровод 5, канал б шощиирующего импульса. Устройство работает следующим образом. Инициирующий импульс, имеющий крутой фронт, подают по управляющему каналу 6, присоединенному непосредственно к злправляющему электроду 3, к участку токопровода 5, расположенному по другую сторону диэлектрика 4 между основными электродами 1 и 2. От управляющего электрода 3 в обе стороны по направлению к основным электродам 1 и-2 развиваются иосры скользящих по поверхности даэлектрика разрядов, в целом представляющих собой многоканальную сетку ввиду малой толщины диэлектрика и высоких напряженностей электрического поля, достигаемых в головках искр. После завершения пробоя скользящего разряда с управляющего электрода 3 на основные электроды 1 и 2 последние оказываются замкнутыми и по многоканальному пути проходит ток коммутируемой цепи. Известно, что с увеличением комму тируемого тока увеличивается толщина плазменного слоя. , Сужение межэлектродных зазоров по мере удаления от плоскости диэлектрика обеспечива ет уменьЩение усредненной длины плазменного слоя, что, согласуясь с известными зависимостями сопротивления плазмы от длины канала разряда, приводит к уменьшению сопротивления разрядника. Оптимальную величину острого угла и форму газового промежутка в области схождения электродов выбирают иэ условия максимальКОГО заполнения телами электродов межэлектродных з&зоров при сохранении электрической прочности между электродами. Эти условия выполняются при равенстве электрической прочности газового промежутка в области сзсождения электродов и электрической прочности диэлектрика между электродами и при величине острого угла о( , выбранной в соответствии с зависимостью: od-av ctg- прд где oi - величина острого угла; ПРсГ з Рическая прочность среды (газа); Uj - электрическая прочность поверхности диэлектрика. Использование предлагаемого разрядника приведет к увеличению пропускной способности по току, сокращению времени коммзтации, уменьшению потерь и, в результате этого, увеличению эффективности устройства, в котором он будет применен. При замене известного разрядника на предлагаемый в генераторе импульсных токов с энергией 70 кДж активное сопротивление разрядника по расчету уменьшается в 2 раза, а ток разрядного контура увеличивается от 2,1 до 2,3 МА. Эффективность применения разрядника возрастает с увеличением коммутируемого тока и электрической прочности газовой йреды. Формула изобретения Управляемый разрядник, содержащий два . основных электрода и расположенный между ними управляющий электрод, установленные на одной стороне твердого диэлектрика, толщина которого меньше расстояния между основными электродами, обратный токопровод, установленный на другой стороне твердого даэлектрика и подключенный к одному из основных электродов, и канал инициирующего имцульса, один полюс которого подключен к з равляющему электроду, а другой полюс - к обратному токопроводу, отличающийся тем, что, с целью повышения пропускной способности по току, уменьшения активных потерь и времени коммутации, электроды выполнены се сходящимися в направлении от поверхности иэлектрика противостоящими рабочими поверхостями, которые расположены под острым глом к поверхности диэлектрика, причем раочие и нерабочие внешние поверхности электроов плавно сопряжены. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 530381, л. Н 01 Т 5/00, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР N 527786, л. Н 01 Т 5/00, 1973.