RU119935U1

RU119935U1 - MANAGED DISCHARGE

Info

Publication number: RU119935U1
Application number: RU2012121464/07U
Authority: RU
Inventors: Владислав Олегович Ревазов; Владимир Петрович Селезнев
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2012-08-27

Abstract

Полезная модель относится к области импульсной техники, к формированию импульсов токов и напряжения, а именно к управляемым разрядникам для коммутации больших токов, для использования в качестве коммутаторов емкостных накопителей энергии. Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности разрядника, что позволяет использовать лазер с низкой энергией поджига. Технический результат достигается тем, что в двухэлектродном разряднике, расположенном в корпусе, в котором катод выполнен из сплава ВНБ-3, содержащего вольфрам 92%, никель 4,5% и окись бора 3,5%, в корпусе установлено прозрачное окно для ввода луча лазера, анод выполнен с отверстием, а в центре катода из сплава ВНБ-3 сформировано острие. 1 с.п.ф. 1 илл. The utility model relates to the field of pulse technology, to the formation of pulses of currents and voltages, namely, to controlled arrester for switching high currents, for use as switches of capacitive energy storage. The technical result of the utility model is to increase the efficiency of the spark gap, which allows the use of a laser with a low ignition energy. The technical result is achieved by the fact that in the two-electrode spark gap located in the housing, in which the cathode is made of VNB-3 alloy containing tungsten 92%, nickel 4.5% and boron oxide 3.5%, a transparent window for beam entry is installed in the housing laser, the anode is made with a hole, and a tip is formed in the center of the cathode made of VNB-3 alloy. 1 s.p.f. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области импульсной техники, к формированию импульсов токов и напряжения, а именно к управляемым разрядникам для коммутации больших токов, для использования в качестве коммутаторов емкостных накопителей энергии.The utility model relates to the field of pulse technology, to the formation of pulses of currents and voltages, namely, to controlled arrester for switching high currents, for use as switches of capacitive energy storage.

Известен управляемый разрядник, содержащий установленные в герметичном изоляционном корпусе противостоящие анод и катод, внутри камеры установлены пьезодатчики, в котором один из электродов выполнен клиновидной формы. Патент Российской Федерации №2302053, МПК: Н01J 7/64, 2006 г. Электрод имеет большую площадь, а его клиновидность не дает высокого выхода электронов.Known controlled arrester containing installed opposing anode and cathode installed in a sealed insulating casing, piezosensors are installed inside the chamber, in which one of the electrodes is made wedge-shaped. Patent of the Russian Federation No. 2302053, IPC: H01J 7/64, 2006. The electrode has a large area, and its wedge-shaped shape does not give a high electron yield.

Известен разрядник с лазерным управлением, содержащий корпус, в котором установлены два противостоящих электрода, один из электродов имеет сквозное отверстие, в котором на пути прохождения луча лазера установлено прозрачное окно для ввода луча лазера. Окно закрыто металлизированной пленкой для создания лавинного потока. Патент Российской Федерации №1641161, МПК: Н01Т 1/20, 1994 г. Недостатком установки является лавинный поток, напыляющий электроды и стенки корпуса, что приводит к аномальным пробоям.A known laser-controlled arrester comprising a housing in which two opposing electrodes are mounted, one of the electrodes has a through hole in which a transparent window for introducing the laser beam is installed on the path of the laser beam. The window is covered with a metallized film to create an avalanche flow. Patent of the Russian Federation No. 1641161, IPC: Н01Т 1/20, 1994. The disadvantage of the installation is an avalanche stream spraying electrodes and body walls, which leads to abnormal breakdowns.

Известны разрядники - двухэлектродные, реже трехэлектродные, выполненные в стеклянном или в металлокерамическом корпусе. В них обычно использованы активированные катоды: оксидированный или торированный вольфрам, никель, покрытый калием или барием, сплавы вольфрама, никеля и окиси бора или молибдена и вольфрама. Выпускается сплав ВНБ-3 в виде вольфрамового прутка составом: W-92%; Ni-4,5%; остаток-окись бора. СУО 021 048-722 ТУ, 1972. В виде катода сплав ВНБ-3 имеет малую распыляемость и малую работу выхода. Применяют также чистые металлы: вольфрам, нержавеющую сталь, молибден, алюминий. «Теория и практика газоразрядной фотографии». Шустов М.А., Протасевич Е.Т. Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2001 г.с.102-103. Прототип. Недостатком прототипа является сравнительно низкая эффективность разрядника, имеющего плоский катод.Known dischargers - two-electrode, rarely three-electrode, made in a glass or cermet. They usually use activated cathodes: oxidized or thoriated tungsten, nickel coated with potassium or barium, alloys of tungsten, nickel and boron oxide or molybdenum and tungsten. VNB-3 alloy is produced in the form of a tungsten rod with the composition: W-92%; Ni-4.5%; the remainder is boron oxide. СУО 021 048-722 ТУ, 1972. In the form of a cathode, the VNB-3 alloy has low atomization and low work function. Pure metals are also used: tungsten, stainless steel, molybdenum, aluminum. "Theory and practice of gas discharge photography." Shustov M.A., Protasevich E.T. Tomsk: Publishing House of the Tomsk Polytechnic University, 2001, pp. 102-103. Prototype. The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of the arrester having a flat cathode.

Данная полезная модель устраняет недостатки аналога и прототипа.This utility model eliminates the disadvantages of analogue and prototype.

Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности разрядника, что позволяет использовать лазер с низкой энергией поджига.The technical result of the utility model is to increase the efficiency of the spark gap, which allows the use of a laser with a low ignition energy.

Технический результат достигается тем, что в двухэлектродном разряднике, расположенном в корпусе, в котором катод выполнен из сплава ВНБ-3, содержащего вольфрам 92%, никель 4,5% и окись бора 3,5%, в корпусе установлено прозрачное окно для ввода луча лазера, анод выполнен с отверстием, а в центре катода из сплава ВНБ-3 сформировано острие.The technical result is achieved by the fact that in the two-electrode spark gap located in the housing, in which the cathode is made of VNB-3 alloy containing tungsten 92%, nickel 4.5% and boron oxide 3.5%, a transparent window for beam entry is installed in the housing laser, the anode is made with a hole, and a tip is formed in the center of the cathode made of VNB-3 alloy.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично представлен разрядник с лазерным управлением, где: 1 - лазер, 2 - окно для ввода лазерного излучения, 3 - корпус, 4 - анод с отверстием, 5 - плоский катод из сплава ВНБ-3 с острием в центре, 6 - двояко выпуклая линза.The essence of the utility model is illustrated by a drawing, which schematically shows a laser-controlled arrester, where: 1 - a laser, 2 - a window for inputting laser radiation, 3 - a case, 4 - an anode with a hole, 5 - a flat cathode made of VNB-3 alloy with a tip in the center, 6 - a doubly convex lens.

Разрядник работает следующим образом.The rated sportsman works as follows.

До начала работы разрядника, включают лазер 1. Острие катода 5 из сплава ВНБ-3 является точкой фокусировки лазерного луча. Луч от лазера 1 фокусируют на острие плоского катода из сплава ВНБ-3 с острием в центре 5.Before the start of the spark gap operation, the laser 1 is turned on. The tip of the cathode 5 from the VNB-3 alloy is the focus point of the laser beam. The beam from laser 1 is focused on the tip of a flat cathode made of VNB-3 alloy with a tip in the center 5.

В зависимости от типа лазера 1 для фокусировки используют двояко выпуклую линзу 6. При подаче импульса от лазера 1 через окно для ввода лазерного излучения 2 на катоде из сплава ВНБ-3 с острием в катоде 5 формируются пробойные процессы.Depending on the type of laser 1, a biconvex lens 6 is used for focusing. When a pulse is emitted from laser 1 through a window for inputting laser radiation 2, breakdown processes are formed at the cathode of VNB-3 alloy with a tip in the cathode 5.

Острие плоского катода 5 увеличивает напряженность поля, уменьшает работу выхода электрона из материала, в зоне эмиссии, приводит к росту плотности термоэлектронов, обеспечивающих формирование пробойных процессов в основном межэлектродном промежутке разрядника. Увеличивается и плотность термотока, что приводит к снижению уровня энергии излучения, необходимого для срабатывания разрядника в целом.The tip of the flat cathode 5 increases the field strength, reduces the work function of the electron from the material in the emission zone, leads to an increase in the density of thermoelectrons, which ensure the formation of breakdown processes in the main interelectrode gap of the spark gap. The density of the thermal current also increases, which leads to a decrease in the level of radiation energy necessary for the operation of the arrester as a whole.

После формирования проводящего плазменного канала между анодом 4 и катодом 5 происходит передача энергии из емкостного накопителя энергии в нагрузку.After the formation of the conducting plasma channel between the anode 4 and the cathode 5, energy is transferred from the capacitive energy storage device to the load.

Claims

A two-electrode arrester located in a housing in which the cathode is made of VNB-3 alloy containing tungsten 92%, nickel 4.5% and boron oxide 3.5%, characterized in that a transparent window for inputting a laser beam is installed in the housing, an anode made with a hole, and a tip is formed in the center of the cathode of VNB-3 alloy.