RU2082253C1 - Pseudospark-discharge device - Google Patents

Pseudospark-discharge device Download PDF

Info

Publication number
RU2082253C1
RU2082253C1 RU95104144A RU95104144A RU2082253C1 RU 2082253 C1 RU2082253 C1 RU 2082253C1 RU 95104144 A RU95104144 A RU 95104144A RU 95104144 A RU95104144 A RU 95104144A RU 2082253 C1 RU2082253 C1 RU 2082253C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
holes
electrodes
starting device
arrester
Prior art date
Application number
RU95104144A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95104144A (en
Inventor
Е.И. Лапшин
Т.И. Чумакова
Original Assignee
Высоковольтный научно-исследовательский центр Всероссийского электротехнического института им.В.И.Ленина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Высоковольтный научно-исследовательский центр Всероссийского электротехнического института им.В.И.Ленина filed Critical Высоковольтный научно-исследовательский центр Всероссийского электротехнического института им.В.И.Ленина
Priority to RU95104144A priority Critical patent/RU2082253C1/en
Publication of RU95104144A publication Critical patent/RU95104144A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2082253C1 publication Critical patent/RU2082253C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Abstract

FIELD: thyratron-type, gaseous-discharge, cold-cathode, low-pressure switching devices. SUBSTANCE: device starter is mounted inside one of main electrodes and is made in the form of metal electrode which is essentially open-end shell insulated from the former and arranged coaxially to it, with its open end facing holes in main electrodes of device. Insulated from shell and placed outside it is hollow metal electrode whose inner side wall is equidistant to internal electrode wall of starter and is spaced from it at distance of several millimeters. Holes are made in mentioned adjacent electrode walls, and additionally introduced high-melting metal rod is placed along starter internal electrode axis on closed end of electrode. Loose end of rod is rounded off and shifted towards holes in ends of main electrodes from point of intersection of center lines of holes in main electrodes of device and those of holes in starter electrodes through distance smaller than radius of rounded-off end of rod. Internal electrode of starter has radial projections on closed end which enter its inner space through slits in inner wall of external electrode. EFFECT: improved design. 5 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области газоразрядных коммутирующих приборов тиратронного типа низкого давления с холодными катодами и предназначено для работы в качестве включающих элементов в устройствах высоковольтного импульсного электропитания технологических лазеров, плазмохимических установок, генераторов электромагнитной энергии и т.п. длительно работающих в режимах, характеризуемых высокими значениями и высокой скоростью нарастания напряжения и тока в нагрузке, большой частоты повторения импульсов. The invention relates to the field of gas-discharge switching devices of a low-pressure thyratron type with cold cathodes and is intended to operate as switching elements in high-voltage pulsed power supply devices for process lasers, plasma-chemical plants, electromagnetic energy generators, etc. long working in the modes characterized by high values and high slew rate of voltage and current in the load, high pulse repetition rate.

В известном псевдоискровом разряднике пусковое устройство, состоящее из двух изолированных друг от друга электродов, располагается внутри полости катодного электрода псевдоискрового разрядника и осуществляет включение разрядника коротковолновым излучением, генерируемым искрой, возникающей при пробое между электродами по поверхности изолятора /1/. Импульсный ресурс такого пускового устройства оказывается значительно ниже импульсного ресурса основного разрядного промежутка псевдоискрового разрядника из-за постепенного разрушения и металлизации поверхности изолятора и самих электродов пускового устройства в результате образования катодных пятен. In the known pseudo-spark arrester, a starting device consisting of two electrodes isolated from each other is located inside the cavity of the cathode electrode of the pseudo-spark arrester and activates the arrester with short-wave radiation generated by a spark that occurs during breakdown between the electrodes on the surface of the insulator / 1 /. The pulse resource of such a starting device is significantly lower than the pulse resource of the main discharge gap of the pseudo-spark gap due to the gradual destruction and metallization of the surface of the insulator and the electrodes of the starting device as a result of the formation of cathode spots.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является разрядник, в котором пусковое устройство, располагаемое внутри полости основного электрода, выполнено в виде цилиндрической чашки или закрытой цилиндрической полости с отверстием /2/. При такой конфигурации пускового устройства существенное влияние на пробивное напряжение разрядника возможно только при небольших /несколько миллиметров/ расстояниях пускового устройства от отверстий в основных электродах, из-за чего при малых размерах катодной полости или увеличении плотности разрядного тока увеличивается интенсивность эрозии поверхности основных электродов и, соответственно, снижается срок службы прибора. Closest to the proposed invention in technical essence is a spark gap in which a starting device located inside the cavity of the main electrode is made in the form of a cylindrical cup or a closed cylindrical cavity with an opening / 2 /. With such a configuration of the starting device, a significant effect on the breakdown voltage of the arrester is possible only at small / several millimeters / distances of the starting device from the holes in the main electrodes, because of which, with a small cathode cavity or an increase in the discharge current density, the surface erosion intensity of the main electrodes increases and, accordingly, the service life of the device is reduced.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение ресурса псевдоискрового разрядника. Техническим результатом является увеличение импульсного ресурса пускового устройства до величины, сопоставимой или даже превышающей импульсный ресурс основного разрядного промежутка, а также улучшение коммутационных качеств разрядника. The problem to which the invention is directed is to increase the resource of a pseudo-spark arrester. The technical result is to increase the pulse resource of the starting device to a value comparable to or even greater than the pulse resource of the main discharge gap, as well as improving the switching qualities of the spark gap.

Поставленная задача решается за счет того, что в разряднике, содержащем расположенные в герметичном корпусе основные электроды в виде соосных полых цилиндров с соосными соотверстиями на смежных торцах и пусковое устройство, размещенное соосно внутри одного из электродов, выполненное в виде изолированного от него металлического электрода в форме стакана с открытым торцом, обращенным к отверстиям в основных электродах разрядника, в пусковом устройстве, снаружи металлического электрода изолированно от него, размещен кольцевой металлический полый электрод, внутренняя боковая стенка которого расположена эквидистантно стенке внутреннего металлического электрода пускового устройства на расстоянии нескольких миллиметров. При этом в смежных стенках электродов пускового устройства выполнены соосные отверстия 3, а на торце внутреннего электрода пускового устройств, закреплен центральный стержень из тугоплавкого металла свободный конец которого выполнен закругленным и смещен в направлении к отверстиям в основных электродах разрядника от точки пересечения оси симметрии отверстий в основных электродах разрядника и осей отверстий в параллельных смежных стенках электродов пускового устройства на расстояние, меньшее радиуса закругления конца стержня. Кроме того, внутренний электрод пускового устройства со стороны торца снабжен радиальными выступами, которые через прорези, выполненные во внутренней стенке наружного электрода пускового устройства, введены в его объем. The problem is solved due to the fact that in the arrester containing the main electrodes located in a sealed housing in the form of coaxial hollow cylinders with coaxial holes at adjacent ends and a starting device placed coaxially inside one of the electrodes, made in the form of a metal electrode isolated from it in the form cups with an open end facing the holes in the main electrodes of the arrester, in the starting device, an external metal electrode is isolated from it, an annular metal is placed a hollow electrode, the inner side wall of which is located equidistant to the wall of the internal metal electrode of the starting device at a distance of several millimeters. In this case, in the adjacent walls of the electrodes of the starting device, coaxial holes 3 are made, and at the end of the internal electrode of the starting devices, a central rod of refractory metal is fixed, the free end of which is rounded and shifted towards the holes in the main electrodes of the arrester from the point of intersection of the axis of symmetry of the holes in the main electrodes of the spark gap and the axis of the holes in parallel adjacent walls of the electrodes of the starting device to a distance less than the radius of curvature of the end of the rod. In addition, the inner electrode of the starting device on the end side is provided with radial protrusions, which are inserted into its volume through slots made in the inner wall of the outer electrode of the starting device.

Повышение импульсного ресурса разрядника обеспечивается за счет усовершенствования, пускового устройства, поскольку его действие основано на использовании свойств псевдоискрового разряда, который может существовать без образования катодных пятен на электродах и имеет растущую вольт-амперную характеристику, что позволяет использовать в самом разряднике и его пусковом устройстве такое количество параллельных токовых каналов, которое обеспечивает необходимую скорость износа электродов, позволяющую реализовать заданный импульсный ресурс прибора. An increase in the pulse life of the arrester is ensured by the improvement of the starting device, since its action is based on the use of the properties of a pseudo-spark discharge, which can exist without the formation of cathode spots on the electrodes and has a growing current-voltage characteristic, which makes it possible to use such an arrester and its starting device the number of parallel current channels, which provides the necessary electrode wear rate, which allows to realize a given pulse ESOURCES device.

При этом высокие коммутационные качества разрядника /малое время задержки заключения, высокая стабильность включения, большая скорость нарастания тока/ достигается за счет возникновения в момент включения разряда в пусковом устройстве интенсивных пучков электронов большой энергии, распространяющихся вдоль оси отверстий в электродах пускового устройства. Закругленный конец стержня, выполненного из металла с большим атомным номером, в результате бомбардировки быстрыми электронами становится источником мягкого рентгеновского излучения с интенсивностью
I0≈10-9ZV2I Вт
/V и I-энергия и ток упомянутых электронных пучков, выраженные в электроновольтах и амперах, Z-атомный номер материала стержня/, которое через открытый торец внутреннего электрода пускового устройства, обращенного к отверстиям в основных электродах разрядника, проникает во внутреннее пространство основного катодного цилиндра, производит фотоионизацию в его объеме и вызывает фотоэмиссию в области токонесущих отверстий разрядника, что и обеспечивает его высокие коммутационные свойства.
At the same time, high switching qualities of the arrester / short confinement delay time, high turn-on stability, high current rise rate / are achieved due to the appearance of intense high-energy electron beams propagating along the axis of the openings in the electrodes of the start-up device at the time the discharge is turned on. The rounded end of a rod made of metal with a large atomic number, as a result of bombardment by fast electrons, becomes a source of soft x-ray radiation with an intensity
I 0 ≈10 -9 ZV 2 I W
/ V and I-energy and current of the mentioned electron beams, expressed in electron volts and amperes, Z-atomic number of the rod material /, which penetrates into the inner space of the main cathode cylinder through the open end of the internal electrode of the starting device, facing the holes in the main electrodes of the spark gap , produces photoionization in its volume and causes photoemission in the region of the current-carrying holes of the arrester, which ensures its high switching properties.

Дополнительное улучшение коммутационных свойств разрядника, а именно: повышение синхронности развития разряда в отверстиях электродов пускового устройств при включении, а также уменьшение времени задержки включения самого пускового устройства может быть достигнуто размещение на внешней части основного электрода, напротив радиальных выступов на внутреннем электроде пускового устройства, кольцевого соленоида, обтекаемого током, или кольцевого постоянного магнита, намагниченного в направлении оси симметрии основных электродов разрядника, с помощью которых создается магнитное поле величиной в несколько миллитесла, при этом, часть поверхности внутреннего электрода пускового устройства напротив упомянутой катушки открыта для внутреннего объема внешней кольцевой полости, что способствует проникновению стартового электрического поля внутрь внешней полости, удлинению ионизационных путей первичных электронов, усилению стартового пускового тока. An additional improvement in the switching properties of the arrester, namely: increasing the synchronism of the development of the discharge in the holes of the electrodes of the starting device when turned on, as well as reducing the delay time for turning on the starting device itself, can be achieved by placing on the outer protrusions on the inner electrode of the starting device, a ring a current-flow solenoid or an annular permanent magnet magnetized in the direction of the axis of symmetry of the main discharge electrodes a source with the help of which a magnetic field of a value of several millitesla is created, while part of the surface of the internal electrode of the starting device opposite the coil is open to the internal volume of the external annular cavity, which facilitates the penetration of the starting electric field into the external cavity, lengthens the ionization paths of the primary electrons, enhances starting inrush current.

Смежные стенки внутреннего и наружного электродов пускового устройства могут быть выполнены цилиндрическими, благодаря чему, достигается высокая концентрация потоков быстрых электронов на конце упомянутого стержня и, соответственно, высокая интенсивность рентгеновского излучения с его поверхности. Adjacent walls of the internal and external electrodes of the starting device can be made cylindrical, due to which a high concentration of fast electron fluxes at the end of the said rod and, accordingly, a high intensity of x-ray radiation from its surface are achieved.

Смежные параллельные стенки внутреннего и наружного электродов пускового устройства могут быть выполнены коническими. При этом, благодаря улучшению условий бомбардировки конца упомянутого стержня быстрыми электронами, увеличивается интенсивность рентгеновского излучения, выходящего через открытый торец внутреннего электрода во внутреннее пространство основного электрода разрядника, что позволяет снизить затраты энергии на его включение. Adjacent parallel walls of the inner and outer electrodes of the starting device can be conical. At the same time, due to the improvement of the conditions for bombarding the end of the mentioned rod with fast electrons, the intensity of the x-ray radiation emerging through the open end of the inner electrode into the inner space of the main electrode of the spark gap increases, which reduces the energy consumption for its inclusion.

В тех случаях, когда по схеме источника пусковых импульсов не требуется изолировать кольцевой электрод пускового устройства от основного электрода разрядника его объем может быть частью объема основного электрода, а сам он образован частью стенки пускового электрода разрядника, что существенно упрощает и удешевляет конструкцию разрядника /за счет исключения из нее одного герметичного металлокерамического ввода/. In those cases when, according to the starting pulse source circuit, it is not necessary to isolate the ring electrode of the starting device from the main electrode of the arrester, its volume can be part of the volume of the main electrode, and it is formed by a part of the wall of the starting electrode of the arrester, which greatly simplifies and reduces the cost of the arrester design / due to exceptions from it one sealed metal-ceramic input.

На фиг. 1 представляет вариант разрядника, у которого смежные стенки внутреннего и наружного электродов пускового устройства выполнены цилиндрическими. In FIG. 1 represents a variant of a spark gap in which the adjacent walls of the internal and external electrodes of the starting device are cylindrical.

На фиг. 2 представлен вариант разрядника, у которого смежные стенки внутреннего и наружного электродов выполнены коническими. In FIG. 2 shows a variant of a spark gap in which the adjacent walls of the inner and outer electrodes are conical.

На фиг. 3 представлен вариант разрядника, у которого кольцевой полый электрод пускового устройства образован частью стенки основного электрода разрядника. In FIG. 3 shows a variant of a spark gap, in which an annular hollow electrode of the starting device is formed by a part of the wall of the main spark gap electrode.

На фиг. 4 и на фиг. 5 представлены поперечные сечения катодной части разрядника, выполненного по варианту фиг.2, в области расположения электродов пускового устройства. In FIG. 4 and in FIG. 5 shows cross sections of the cathode part of the spark gap made according to the embodiment of FIG. 2, in the region of the location of the electrodes of the starting device.

Разрядник /фиг. 1, 2, 3/ содержит армированный металлом герметичный керамический корпус 1, внутри которого размещены расположенные соосно два основных цилиндрических электрода /анодный 2 и катодный 3/, герметично соединенные с корпусом 1, в смежных торцах которых, выполненных из молибдена, поделаны соосные отверстия 4 диаметром 3-4 мм. Внутрь катодного цилиндрического электрода 3 введено изолированное от него с помощью металлокерамических вводов 5, 6 пусковое устройство, состоящее из внутреннего металлического электрода 7 с открытым торцом, обращенным к отверстиям 4 в основных электродах, и металлического кольцевого полого электрода 8, расположенного снаружи электрода 7. При этом в смежных стенках электродов 7 и 8, пускового устройства выполнено несколько пар ссосных отверстий диаметром 3-4 мм, оси которых с осью симметрии отверстий 4 в основных электродах разрядника в точке А. На закрытом торце внутреннего электрода 7 пускового устройства выполнены радиальные выступы 9, которые через радиальные прорези в наружном кольцевом электроде 8 введены в его объем. Кроме того, на оси внутреннего электрода 7 пускового устройства на торце, имеющем упомянутые выступы, закреплен центральный цилиндрический стержень 10, выполненный из молибдена, свободный конец которого выполнен закругленным. При этом закругленный конец упомянутого стержня смещен в направлении к отверстиям 4 в основных электродах разрядника от упомянутой точки А пересечения осей отверстий 11 в электродах пускового устройства на расстояние меньшее радиуса закругления конца упомянутого стержня. Arrester / Fig. 1, 2, 3 / contains a metal-reinforced hermetic ceramic case 1, inside of which are placed two coaxial main cylindrical electrodes / anode 2 and cathode 3 /, which are hermetically connected to the case 1, in the adjacent ends of which made of molybdenum, coaxial holes 4 are made with a diameter of 3-4 mm. Inside the cathode cylindrical electrode 3, a starting device isolated from it by means of ceramic-metal inputs 5, 6 is introduced, consisting of an internal metal electrode 7 with an open end facing the holes 4 in the main electrodes and a metal annular hollow electrode 8 located outside the electrode 7. When this, in the adjacent walls of the electrodes 7 and 8, the starting device, several pairs of coaxial holes with a diameter of 3-4 mm are made, the axes of which with the axis of symmetry of the holes 4 in the main electrodes of the spark gap e A. At the closed end of the internal electrode 7 starting device provided with radial protrusions 9, which through radial slots in the outer annular electrode 8 introduced in its scope. In addition, a central cylindrical rod 10 made of molybdenum, the free end of which is rounded, is fixed on the axis of the inner electrode 7 of the starting device at the end having the said protrusions. In this case, the rounded end of said rod is shifted towards the holes 4 in the main electrodes of the arrester from the aforementioned point A of the intersection of the axes of the holes 11 in the electrodes of the starting device by a distance smaller than the radius of curvature of the end of the said rod.

Металло-керамические вводы 5, 6 служат для подачи высоковольтного поджигающего импульса между электродами пускового устройства от генератора 12. Напротив выступов 9 внутреннего электрода пускового устройства на корпусе катода 3 с его внешней стороны может быть закреплен кольцевой соленоид 13, обтекаемый током, или кольцевой постоянный магнит, намагниченный в направлении оси симметрии разрядника. The ceramic-metal inputs 5, 6 are used to supply a high-voltage ignition pulse between the electrodes of the starting device from the generator 12. Opposite the protrusions 9 of the internal electrode of the starting device, an annular solenoid 13, streamlined by current, or an annular permanent magnet can be fixed on its outer side magnetized in the direction of the axis of symmetry of the arrester.

Для финишной тремовакуумной обработки и отпайки разрядника в торец основного электрода 2 запаян штенгель 14. В центре упомянутого торца с внутренней стороны закреплен диск 15, выполненный из тугоплавкого металла /молибден, вольфрам/. Натекатель 16 и источник переменного тока 17 предназначены для заполнения разрядника рабочим газом /гелий, водород/, и корректировки давления газовой среды в процессе длительной работы. For the final three-vacuum treatment and soldering of the spark gap, the plug 14 is soldered to the end of the main electrode 2. A disk 15 made of refractory metal / molybdenum, tungsten / is fixed on the inside of the mentioned end face. The leakage 16 and the alternating current source 17 are designed to fill the arrester with working gas / helium, hydrogen /, and adjust the pressure of the gas medium during continuous operation.

Отверстия 18 в основных электродах разрядника выполнены для улучшения условий вентиляции закрытых полостей разрядника в процессе термовакуумной обработки и заполнения газом. The holes 18 in the main electrodes of the arrester are made to improve the ventilation conditions of the closed cavities of the arrester during thermal vacuum processing and filling with gas.

В варианте, представленном на фиг.3, наружный кольцевой электрод 8 пускового устройства разрядника образован цилиндрической металлической перегородкой 19, крышкой 20, частью поверхности несущего катодного фланца 21 и частью внутренней поверхности основного катодного электрода 3. In the embodiment of FIG. 3, the outer ring electrode 8 of the arrester starting device is formed by a cylindrical metal partition 19, a cover 20, a part of the surface of the cathode flange 21 and a part of the inner surface of the main cathode electrode 3.

Разрядник работает следующим образом. После термовакуумной тренировки и обезгаживания штенгельная трубка 14 пережимается. Включается подогреватель натекателя 17 и в объеме разрядника устанавливается давление газа в диапазоне 1,33. 13,3 Па. В исходном состоянии к основным электродам разрядника аноду 2 и катоду 3 приложено напряжение, действующее в коммутируемой цепи, в которую включен разрядник. Включение разрядника происходит при подаче на вводы 5, 6 поджигающего импульса с напряжением несколько киловольт и длительностью несколько десятков наносекунд, так чтобы внутренний электрод пускового устройства 7 имел положительный потенциал относительно наружного кольцевого электрода 8. При этом в первый момент времени возникает первичный объемный разряд между выступами 9 и внутренней поверхностью кольцевого полого электрода пускового устройства. Поскольку упомянутый разрядный промежуток шунтирован псевдоискровым разрядным промежутком, образованным отверстиями 11 в электродах 7 и 8 пускового устройства, имеющим более низкий импеданс, в процессе развития первичного разряда, одновременно происходит перекачка разрядного тока в отверстия 11 этого псевдоискрового разрядного промежутка, что сопровождается возникновением интенсивных электронных пучков с энергией в несколько килоэлектровольт, распространяющихся в радиальном направлении в точке А на оси симметрии пускового устройства. Попадание упомянутых электронных пучков на закругленный конец молибденового стержня, помещенный в упомянутой точке А, сопровождается вспышкой мягкого рентгеновского излучения, которое через открытый торец внутреннего электрода 7, обращенный к основному псевдоискровому разрядному промежутку, образованному отверстиями 4 между электродами 2 и 3, проникает во внутреннее пространство электрода 3, вызывает фотоионизацию в объеме электрода 3 и в отверстиях 4, а также фотоэмиссию с внутренней поверхности электрода 3 в области отверстий 4, что обеспечивает четкое включение разрядника с минимальной временной задержкой относительно момента появления рентгеновского излучения из открытого торца электрода 4 пускового устройства разрядника. Необходимое соотношение импедансов упомянутых промежутков пускового устройства разрядника регулируется величиной магнитного поля, создаваемого катушкой или постоянным магнитом 13, которое имеет величину несколько миллитесла. Диск 15 из тугоплавкого металла предотвращает проплавление анода электронным пучком, кратковременно возникающим в отверстиях 4 основных электродов 2 и 3 при каждом включении коммутируемого тока, которое возможно при длительной, непрерывной работе разрядника. The arrester operates as follows. After thermal vacuum training and degassing, the shtengel tube 14 is pinched. The leak heater 17 is turned on and the gas pressure in the range of 1.33 is set in the spark gap volume. 13.3 Pa. In the initial state, the voltage applied to the main electrodes of the arrester anode 2 and cathode 3 is applied to the switched circuit into which the arrester is connected. The arrester is switched on when an ignition pulse with a voltage of several kilovolts and a duration of several tens of nanoseconds is supplied to the inputs 5, 6, so that the internal electrode of the starting device 7 has a positive potential relative to the outer ring electrode 8. In this case, a primary volume discharge occurs between the protrusions at the first moment of time 9 and the inner surface of the annular hollow electrode of the starting device. Since the aforementioned discharge gap is shunted by a pseudo-spark discharge gap formed by the holes 11 in the electrodes 7 and 8 of the starting device having a lower impedance during the development of the primary discharge, the discharge current is simultaneously pumped into the holes 11 of this pseudo-spark discharge gap, which is accompanied by the appearance of intense electron beams with energies of several kiloelectrovolts propagating radially at point A on the axis of symmetry of the launcher a. The hit of the said electron beams on the rounded end of the molybdenum rod, placed at the aforementioned point A, is accompanied by a flash of soft x-ray radiation, which penetrates into the inner space through the open end face of the inner electrode 7, facing the main pseudo-spark discharge gap formed by the openings 4 between the electrodes 2 and 3 electrode 3, causes photoionization in the volume of electrode 3 and in holes 4, as well as photoemission from the inner surface of electrode 3 in the region of holes 4, which effectiveness to clear the inclusion of the arrester with minimum time delay with respect to the appearance of X-ray radiation from the open end of the trigger electrode 4 arrester device. The necessary ratio of the impedances of the said gaps of the arrester starting device is regulated by the magnitude of the magnetic field generated by the coil or permanent magnet 13, which has a value of several millitesla. The refractory metal disk 15 prevents the anode from penetrating by an electron beam that briefly arises in the holes 4 of the main electrodes 2 and 3 each time the switched current is turned on, which is possible during continuous, continuous operation of the arrester.

Поскольку на всех стадиях процесса включения разрядника, а также на стадии прохождения тока в основном промежутке, включенном в коммутируемую цепь, в рабочем объеме реализуются только объемные формы разряда, не сопровождающиеся возникновением катодных пятен, которые является главной причиной быстрого износа электродов и деградации внутренней изоляции, ограничивающих импульсный ресурс разрядника, при использовании описанного технического решения может быть реализован любой, сколь угодно большой срок службы. Увеличение износа электродов прибора при необходимости увеличения токовой нагрузки, может быть скомпенсировано количеством пар отверстий в основных и пусковых электродах разрядника. Возможное уменьшение давления в процессе длительной работы разрядника, вызванное необратимым поглощением и сорбцией атомов газа может быть скомпенсировано периодическим включением нагревательного элемента натекателя газа. Since at all stages of the process of switching on the spark gap, as well as at the stage of current passage in the main gap included in the switched circuit, only volumetric discharge forms are realized in the working volume that are not accompanied by the appearance of cathode spots, which is the main reason for the rapid wear of the electrodes and degradation of the internal insulation, limiting the pulse life of the arrester, when using the described technical solution, any arbitrarily long service life can be realized. The increase in wear of the electrodes of the device, if necessary, increase the current load, can be compensated by the number of pairs of holes in the main and starting electrodes of the spark gap. A possible decrease in pressure during the continuous operation of the spark gap caused by irreversible absorption and sorption of gas atoms can be compensated by periodically turning on the heating element of the gas leak.

Claims (5)

1. Псевдоискровой разрядник, содержащий расположенные в герметичном корпусе основные электроды в виде соосных полых цилиндров с соосными отверстиями на смежных торцах и пусковое устройство, размещенное соосно внутри одного из основных электродов, выполненное в виде изолированного от него металлического электрода в форме стакана с открытым торцом, обращенным к отверстиям в основных электродах разрядника, отличающийся тем, что в пусковом устройстве снаружи металлического электрода, изолированного от него, размещен кольцевой металлический полый электрод, внутренняя боковая стенка которого расположена эквидистантно стенке внутреннего металлического электрода на расстоянии нескольких миллиметров, при этом в смежных стенках электродов пускового устройства выполнены соосные отверстия, а на торце внутреннего электрода закреплен центральный стержень из тугоплавкого металла, свободный конец которого выполнен закругленным и смещен в направлении к отверстиям в торцах основных электродов разрядника от точки пересечения оси симметрии отверстий в основных электродах разрядника и осей отверстий в электродах пускового устройства на расстояние, меньшее радиуса закругления конца стержня, кроме того, внутренний электрод со стороны торца снабжен радиальными выступами, которые через прорези, выполненные во внутренней стенке наружного электрода, введены в его объем. 1. A pseudo-spark gap containing the main electrodes located in a sealed enclosure in the form of coaxial hollow cylinders with coaxial holes at adjacent ends and a starting device placed coaxially inside one of the main electrodes, made in the form of a metal electrode isolated in the form of a glass with an open end, facing the holes in the main electrodes of the arrester, characterized in that in the starting device outside the metal electrode, isolated from it, is placed an annular metal a hollow electrode, the inner side wall of which is located equidistant to the wall of the inner metal electrode at a distance of several millimeters, while coaxial holes are made in adjacent walls of the electrodes of the starting device, and a central core of refractory metal is fixed at the end of the inner electrode, the free end of which is rounded and offset in the direction of the holes in the ends of the main electrodes of the arrester from the point of intersection of the axis of symmetry of the holes in the main electrodes the core and the axes of the holes in the electrodes of the starting device to a distance less than the radius of curvature of the end of the rod, in addition, the inner electrode on the side of the end is provided with radial protrusions, which are introduced into its volume through slots made in the inner wall of the outer electrode. 2. Разрядник по п. 1, отличающийся тем, что смежные стенки внутреннего и наружного электродов пускового устройства выполнены цилиндрическими. 2. The spark gap according to claim 1, characterized in that the adjacent walls of the internal and external electrodes of the starting device are cylindrical. 3. Разрядник по п. 1, отличающийся тем, что смежные стенки внутреннего и наружного электродов пускового устройства выполнены коническими. 3. The arrester according to claim 1, characterized in that the adjacent walls of the internal and external electrodes of the starting device are conical. 4. Разрядник по пп. 1 3, отличающийся тем, что наружная боковая стенка кольцевого металлического полого электрода образована частью стенки основного электрода разрядника. 4. Arrester according to paragraphs. 1 to 3, characterized in that the outer side wall of the annular metal hollow electrode is formed by a part of the wall of the main electrode of the arrester. 5. Разрядник по п. 1, отличающийся тем, что напротив радиальных выступов на внутреннем электроде пускового устройства, на внешней части основного электрода разрядника расположен кольцевой соленоид или кольцевой постоянный магнит, намагниченный в направлении оси симметрии основных электродов. 5. The arrester according to claim 1, characterized in that opposite to the radial protrusions on the inner electrode of the starting device, on the outer part of the main electrode of the arrester there is an annular solenoid or an annular permanent magnet magnetized in the direction of the axis of symmetry of the main electrodes.
RU95104144A 1995-03-22 1995-03-22 Pseudospark-discharge device RU2082253C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95104144A RU2082253C1 (en) 1995-03-22 1995-03-22 Pseudospark-discharge device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95104144A RU2082253C1 (en) 1995-03-22 1995-03-22 Pseudospark-discharge device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95104144A RU95104144A (en) 1996-08-10
RU2082253C1 true RU2082253C1 (en) 1997-06-20

Family

ID=20165893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95104144A RU2082253C1 (en) 1995-03-22 1995-03-22 Pseudospark-discharge device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2082253C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Клименко К.А., Колесников А.В., Королев Ю.Д. и др. Исследование механизма зажигания разряда в псевдоискровых разрядниках низкого давления. - Физика плазмы, т. 17, вып. 10, 1991, с. 1256 - 1262. 2. Болотников А.В., Клименко К.А., Козырев А.В. и др. Влияние геометрии катодной полости на пробивное напряжение псевдоискрового разрядника. Препринт. Издание Томского научного центра СО РАН, 1992, с. 45. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU95104144A (en) 1996-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5537005A (en) High-current, low-pressure plasma-cathode electron gun
Oks et al. Development of plasma cathode electron guns
Li et al. Repetitive gas-discharge closing switches for pulsed power applications
KR940013298A (en) High impedance plasma ion implantation method and apparatus
US5502356A (en) Stabilized radial pseudospark switch
Koval et al. Broad beam electron sources with plasma cathodes
US3524101A (en) Triggering device for spark-gap
JPH01298670A (en) Gas discharge switch
US3949260A (en) Continuous ionization injector for low pressure gas discharge device
US5055748A (en) Trigger for pseudospark thyratron switch
US5057740A (en) Photoemissive trigger for backlighted thyratron switches
US1863702A (en) Gaseous conduction method and apparatus
US4034260A (en) Gridded crossed-field tube and ignition method
RU2082253C1 (en) Pseudospark-discharge device
US4034261A (en) Gridded crossed-field tube
RU2654494C1 (en) Vacuum spark discharger
Pirrie et al. The evolution of the hydrogen thyratron
US3636407A (en) Gas-discharge device with magnetic means for extinguishing the discharge
US5418423A (en) Capacitively coupled trigger for pseudogap cold cathode thyratrons
Billault et al. Pseudospark switches
US3890520A (en) Continuous electron injector for crossed-field switch tubes
RU2215383C1 (en) Plasma electron source
RU2237942C1 (en) Heavy-current electron gun
Schumacher et al. Low-pressure plasma opening switches
US5189346A (en) Gas-discharge switch

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100323