RU2520614C1 - Управляемый разрядник - Google Patents
Управляемый разрядник Download PDFInfo
- Publication number
- RU2520614C1 RU2520614C1 RU2012158276/07A RU2012158276A RU2520614C1 RU 2520614 C1 RU2520614 C1 RU 2520614C1 RU 2012158276/07 A RU2012158276/07 A RU 2012158276/07A RU 2012158276 A RU2012158276 A RU 2012158276A RU 2520614 C1 RU2520614 C1 RU 2520614C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cathode
- control electrode
- spark gap
- anode
- ceramic insulator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Abstract
Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть использовано при создании управляемых разрядников для коммутации сильноточных импульсов. Разрядник имеет тригатронную конструкцию и содержит анод (3) и катод (1), выполненный с осевым отверстием, в котором установлен управляющий электрод (2) в виде стержня, отделенный от катода изолятором (4). Управляющий электрод находится на одном уровне с катодом, а керамический изолятор вынесен из разрядного промежутка катод-управляющий электрод. На внутреннюю поверхность керамического изолятора, имеющего диаметр отверстия, равный диаметру управляющего электрода, нанесено инициирующее покрытие (5), например, на основе коллоидно-графитового препарата. Технический результат - повышение долговечности и надежности разрядника в широком диапазоне рабочих напряжений, уменьшение амплитуды импульса управляющего напряжения и снижение времени запаздывания пробоя. 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть использовано при создании управляемых разрядников тригатронного типа со стабильным диапазоном рабочих напряжений при большой долговечности для формирования коммутации сильноточных импульсов.
Известен управляемый разрядник тригатронного типа, содержащий анод и катод, выполненный с осевым цилиндрическим отверстием, в котором установлен управляющий стержневой электрод, отделенный от катода изолятором. (Киселев Ю.В., Черепанов В.П. Искровые разрядники. М., "Советское радио", 1976, с.12-17).
Недостатком этой конструкции разрядника является относительная малая долговечность при коммутации сильноточных импульсов. В процессе работы в режиме коммутации сильноточных импульсов происходит разрушение изоляционной втулки и вследствие этого снижение электрической прочности разрядного промежутка анод-катод, сужение диапазона рабочих напряжений и рост амплитуды импульса управляющего напряжения. Долговечность такого разрядника при работе в этом режиме составляет не более 8×105 пробоев.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по конструктивному признаку является управляемый разрядник, содержащий высоковольтный электрод и заземленный электрод, в осевом отверстии которого расположен управляющий электрод в виде стержня. В данной конструкции изолятор между катодом и управляющим электродом вынесен из разрядного промежутка, а катод выполнен с центральным отверстием в виде цилиндра, переходящего в расширяющийся конус, или в виде чашки с центральным вырезом. Управляющий электрод находится на уровне рабочей поверхности катода. В этом случае в процессе работы стержневой управляющий электрод распыляется слоями, сохраняя свой вид, близкий к первоначальному, вплоть до начала конусной части выреза катода или внутренней кромки выреза катода, выполненного в виде чашки. Долговечность разрядника этой конструкции составляет не более 2×106 пробоев. (Шкуропат П.И. Электрические характеристики управляемых искровых разрядников в воздухе при мощном поджиге, ЖТФ, 1966, XXXVI, с.1058).
Недостатком данной конструкции является то, что при распылении управляющего электрода до начала конусной части выреза катода или внутренней кромки выреза катода, выполненного в виде чашки, пробой промежутка катод-управляющий электрод происходит в глубине выреза катода. Это приводит к пропускам пробоя основного промежутка анод-катод и для пробоя основного промежутка необходимо увеличить амплитуду импульса управляющего напряжения и минимальное напряжение анода. При дальнейшей работе минимальное напряжение анода резко увеличивается, и пропуски пробоев основного промежутка наблюдаются вплоть до максимального напряжения анода.
Все рассматриваемые конструкции разрядников были выполнены с соблюдением оптимальных соотношений межэлектродных промежутков (а.с. №605279 кл Н01Т 3/00 1978).
Цель изобретения - повышение долговечности и надежности разрядника в широком диапазоне рабочих напряжений, уменьшение амплитуды импульса управляющего напряжения и снижение времени запаздывания пробоя.
Технический результат достигается за счет нанесения на внутреннюю поверхность керамического изолятора инициирующего покрытия, например, на основе коллоидно-графитового препарата, что приводит к снижению амплитуды импульса управляющего напряжения, времени запаздывания пробоя, предотвращению роста минимального напряжения анода и резкому увеличению долговечности разрядника.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном управляемом разряднике, содержащем противостоящие анод и катод, выполненный с центральным отверстием в виде цилиндра, переходящего в конус, или в виде чашки с центральным отверстием, в котором по оси установлен управляющий стержневой электрод, находящийся на одном уровне с катодом и отделенный от него керамическим изолятором, вынесенным из разрядного промежутка катод-управляющий электрод, на внутреннюю поверхность керамического изолятора с диаметром отверстия, равным диаметру управляющего электрода, нанесено инициирующее покрытие, не закорачивающее промежуток катод-управляющий электрод, например, на основе коллоидно-графитового препарата.
Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существующих по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.
Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку не выявлены решения, в которых для повышения долговечности и надежности управляемого разрядника в широком диапазоне рабочих напряжений, уменьшения амплитуды импульса управляющего напряжения, снижения времени запаздывания пробоя, было бы использовано инициирующее покрытие, не закорачивающее промежуток катод-управляющий электрод, например, на основе коллоидно-графитового препарата, нанесенного на внутреннюю поверхность керамического изолятора, имеющего диаметр отверстия, равный диаметру управляющего электрода.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «изобретательский уровень» по действующему законодательству.
Изобретение поясняется чертежом. На фиг.1(а, б) схематично изображены управляемые разрядники с различными вариантами катодов и керамических изоляторов.
Разрядник имеет тригатронную конструкцию и содержит анод 3 и катод 1, выполненный с осевым отверстием, в котором установлен управляющий электрод 2 в виде стержня, отделенный от катода изолятором 4. Управляющий электрод находится на одном уровне с катодом, а керамический изолятор вынесен из разрядного промежутка катод-управляющий электрод. На внутреннюю поверхность керамического изолятора, имеющего диаметр отверстия, равный диаметру управляющего электрода, нанесено инициирующее покрытие, например, на основе коллоидно-графитового препарата 5.
Разрядник работает следующим образом: между анодом и катодом разрядника подается постоянное напряжение, катод разрядника заземлен. При подаче импульса управляющего напряжения происходит пробой промежутка анод-катод в заданном диапазоне рабочих напряжений с частотой следования импульсов управляющего напряжения.
Сравнительные испытания разрядников на долговечность показали преимущества конструкции с применением покрытия на внутренней поверхности керамического изолятора в сравнении с разрядниками, имеющими обычные изоляторы. В табл.1 приведены данные об изменении параметров приборов, полученные в результате таких испытаний:
- например, с коллоидно-графитовым покрытием на внутренней поверхности керамического изолятора, с диаметром отверстия, равным диаметру управляющего электрода (1);
- без коллоидно-графитового покрытия (2).
Таблица 1 | ||||||||||||
Кол-во пробоев: | 0 | 1·106 | 2·106 | 3·106 | 5·106 | 1·107 | 1,2·107 | |||||
Наименования параметров | Конструктивные особенности | |||||||||||
1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | |
Минимальное напряжение анода, кВ | 1 | 1 | 1 | 1,2 | 1 | 1,5 | 1 | 1,8 | 1 | 3,5 | 1,1 | 1,2 |
Максимальное напряжение анода, кВ | 4,9 | 4,9 | 4,9 | 4,9 | 14,9 | 4,9 | 4,9 | 4,9 | 4,9 | 4,8 | 4,6 | 4,6 |
Амплитуда импульса управляющего напряжения, кВ | 4,0 | 4,7 | 4,0 | 6 | 4,0 | 6 | 4,0 | 6,1 | 4,3 | 6,3 | 4,5 | 4,5 |
Время запаздывания при минимальном напряжении анода, мкс | 0,7 | 2,5 | 0,7 | 3 | 0,8 | 6 | 0,8 | 9 | 1 | 9 | 1 | 1 |
Время запаздывания при максимальном напряжении анода, мкс | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,6 | 0,1 | 0,9 | 0,1 | 1 | 0,1 | 1,2 | 0,1 | 0 |
Из таблицы ясно видно, что нанесение инициирующего покрытия на внутреннюю поверхность керамического изолятора увеличивает долговечность разрядника минимум в 4 раза, снижает амплитуду импульса управляющего напряжения, а также снижает и стабилизирует время запаздывания пробоя.
Это объясняется тем, что при подаче импульса на управляющий электрод под напряжение попадает и инициирующее покрытие, например, на основе коллоидно-графитового препарата. На границе инициирующее покрытие-диэлектрик за счет микрозазоров, возникающих из-за пористости керамики, происходит значительное искажение электрического поля и, соответственно, увеличение напряженности. Создаются условия для автоэлектронной эмиссии электронов в межэлектродные промежутки, что в свою очередь предотвращает рост амплитуды импульса управляющего напряжения и увеличивает долговечность разрядника, по крайней мере, в четыре раза.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «промышленная применимость» по действующему законодательству.
Claims (1)
- Управляемый разрядник, содержащий противостоящие анод и катод, выполненный с центральным отверстием в виде цилиндра, переходящего в конус, или в виде чашки с центральным отверстием, в котором по оси установлен управляющий стержневой электрод, находящийся на одном уровне с катодом и отделенный от него керамическим изолятором, вынесенным из разрядного промежутка катод-управляющий электрод, отличающийся тем, что на внутреннюю поверхность керамического изолятора, имеющего диаметр отверстия, равный диаметру управляющего электрода, нанесено инициирующее покрытие, не закорачивающее промежуток катод-управляющий электрод, например, на основе коллоидно-графитового препарата.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012158276/07A RU2520614C1 (ru) | 2012-12-29 | 2012-12-29 | Управляемый разрядник |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012158276/07A RU2520614C1 (ru) | 2012-12-29 | 2012-12-29 | Управляемый разрядник |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2520614C1 true RU2520614C1 (ru) | 2014-06-27 |
RU2012158276A RU2012158276A (ru) | 2014-07-10 |
Family
ID=51215690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012158276/07A RU2520614C1 (ru) | 2012-12-29 | 2012-12-29 | Управляемый разрядник |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2520614C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3465192A (en) * | 1966-09-21 | 1969-09-02 | Gen Electric | Triggerable arc discharge devices and trigger assemblies therefor |
SU1081718A2 (ru) * | 1982-11-26 | 1984-03-23 | Научно-Исследовательский Институт Высоких Напряжений При Томском Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Политехническом Институте Им.С.М.Кирова | Тригатронный разр дник |
SU1421207A1 (ru) * | 1986-12-23 | 1992-08-30 | Предприятие П/Я В-8769 | Управл емый газонаполненный разр дник |
SU1364192A1 (ru) * | 1985-10-28 | 1995-02-09 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Тригатронный разрядник |
SU1192571A1 (ru) * | 1983-08-22 | 1996-08-10 | В.М. Яшкова | Защитный разрядник |
-
2012
- 2012-12-29 RU RU2012158276/07A patent/RU2520614C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3465192A (en) * | 1966-09-21 | 1969-09-02 | Gen Electric | Triggerable arc discharge devices and trigger assemblies therefor |
SU1081718A2 (ru) * | 1982-11-26 | 1984-03-23 | Научно-Исследовательский Институт Высоких Напряжений При Томском Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Политехническом Институте Им.С.М.Кирова | Тригатронный разр дник |
SU1192571A1 (ru) * | 1983-08-22 | 1996-08-10 | В.М. Яшкова | Защитный разрядник |
SU1364192A1 (ru) * | 1985-10-28 | 1995-02-09 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Тригатронный разрядник |
SU1421207A1 (ru) * | 1986-12-23 | 1992-08-30 | Предприятие П/Я В-8769 | Управл емый газонаполненный разр дник |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012158276A (ru) | 2014-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109155503A (zh) | 可用于高频点火系统的火花塞 | |
CN111052297B (zh) | 用于离子束加速的射频谐振器 | |
RU2520614C1 (ru) | Управляемый разрядник | |
RU2199167C1 (ru) | Газонаполненный разрядник | |
RU161492U1 (ru) | Управляемый вакуумный разрядник | |
RU2560096C1 (ru) | Способ изготовления разрядника с водородным наполнением | |
RU2302053C1 (ru) | Управляемый разрядник | |
RU2624000C2 (ru) | Генератор высокочастотного излучения на основе разряда с полым катодом | |
TW201734304A (zh) | 燃燒室中點燃空氣─燃料混合物的點燃裝置 | |
RU134728U1 (ru) | Форвакуумный источник импульсного электронного пучка | |
CN102545851A (zh) | 自举式脉冲陡化间隙开关 | |
CN111668080B (zh) | 一种金属离子源发射装置 | |
Cheng et al. | Intrinsic-like surface flashover voltage of insulators | |
SU410502A1 (ru) | ||
RU196930U1 (ru) | Малогабаритный двухсекционный управляемый вакуумный разрядник | |
RU2658320C1 (ru) | Способ изготовления разрядника с водородным наполнением | |
RU150654U1 (ru) | Газонаполненный разрядник | |
Vorobyov et al. | The multiarc plasma cathode electron source | |
RU197338U1 (ru) | Малогабаритный низковольтный управляемый вакуумный разрядник | |
RU2697264C1 (ru) | Способ изготовления разрядника с водородным наполнением | |
WO2017108389A1 (de) | Zündvorrichtung zum zünden eines kraftstoff-luft-gemisches | |
RU119164U1 (ru) | Газонаполненный разрядник | |
Sun et al. | Research on trigger characteristics of electrically surface flashover triggered vacuum switch with different trigger electrode materials | |
RU2379781C1 (ru) | Газонаполненный разрядник | |
CN108183392B (zh) | 一种可预电离触发的场畸变型高压气体开关 |