SU1084913A1 - Игнитронный разр дник дл коммутации однократных импульсов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к высоковольтной импульсной технике, точнее к сильноточным газоразр дным приборам, и может быть использовано при конструировании коммутационной аппаратуры дл  мощных генераторов импульсньк токов. Известны вакуумные высоковольтные сильноточные ког утаторы с посто нной откачкой, предназначенные дл  работы в режиме однократных включений, содержащие анод, катод, анодный.изол тор, поджигающий элект род 1. Известньй разр дник обеспечивает коммутацию тока до 1,5 МА, а конструкци  электродов и их взаимное расположение исключает вакуумный и газовый пробой на уровне 40 кВ при кондиционированных электродах и рабочем давлении 10 мм рт.ст, К недостаткам таких коммутаторов следует отнести сложность эксплуата ции, обусловленную необходимостью откачки и обслуживани  откачного об рудовани , длительное врем  подгото ки разр дника к работе и относител ную дороговизну, св занную с необходимостью их индивидуального произ водства. Наиболееблизким по технической сущности  вл етс  игнитронный разр дник , содержащий металлический корпус, внутри которого размещен катод, соединенный с корпусом и а.нод изолированный от корпуса 2J . В этом разр днике конструкци  изол тора и меж лектродные рассто ни  выбраны из услови  обеспечени  электрической прочности с точки зрени  газового пробо . Поскольку наличие ртути на аноде или экране  вл етс  причиной вакуумного пробо  разр дника, то дл  предотвращени  попадани  ее на электроды во.врем  горени  катодного п тна, в. разр днике применен фиксатор - отр жатель. Недостатком таких приборов в режиме однократных включений  вл етс  их низка  электропрочность. Целью изобретени   вл етс  повышение электропрочности игнитронного разр дника в режиме однократных вклю чений. Указанна  цель достигаетс  тем, что в игнитронном {разр днике, содер жащем металлический корпус, охлажда 32 мый окружающей средой, внутри которого размещены катод, соединенный с корпусом и анод, изолированный от рпуса , форма анода или корпуса выбраны из соотношени  дТд(Г)йТу; (.с) 1, где Mft(t) период температур окружаю ща  среда - анод и корпус соответственно в зависимости от времени. При этом анод выполнен пустотелым. Кроме того, анод выполнен в виде мембраны, а корпус покрыт теплоизол цией . . Проведенные исследовани  показывают , что в режиме однократных включений в течение длительных пауз между импульсами, доход щих до нескольких суток, происходит конденсаци  ртути на аноде разр дника, вследствие перепадов температуры окружающей среды, даже в пределах ее суточных колебаний и за счет различного теплообмена между анодом и корпусом с окружающей средой. Особенно заметно это  вление становитс  при наличии даже небольшого обдува разр дников воздухом, обусловленного, например, сквозн ками, в помещении, где установлены игнитронные разр дники . Наличие же ртути на аноде, как известно, приводит к пробою разр дника. Выполнение указанного услови  означает одинаковую интенсивность теплообмена электродов с окружающей средой, а следовательно, исключение конденсации ртути на аноде. Высокий теплообмен анода достигаетс  за счет выполнени  анода, например , пустотелым, что обеспечивает увеличение его поверхности или за счет выполнени  его в виде мембраны (тонкой пластины) что ведет к уменьшению массы анода. Возможно также повьщ ение теплообмена анода за счет изготовлени  его из материала с высокой теплопроводностью, или наоборот уменьшение интенсивности теплообмена катода за счето того, что корпус разр дника покрыт теплоизол ционным материалом, что увеличивает его посто нную нагрева. На фиг.1 изображен предлагаемый разр дник с анодом, выполненным пустотелым/ на фиг.2 - то же, с анодом , выполненным в виде мембраны-; на фиг.З.- с катодом (корпусом), покрытым теплоизол ционным материалом .

Устройство содержит корпус 1, внутри которого размещен ртутный катод 2, соединенный с ним, и анод 3, окруженный экраном 4 и изолированый от корпуса анодным изол тором 5. Внутри корпуса размещен также фиксатор-отражатель 6, а сам корпус может быть изолирован покрытием 7, Поджиг разр да осуществл етс  поджигателем 8.

Разр дник, включенный в систему коммутации генератора импульсных токов в режиме однократных импульсо предназначен дл  разделени  нагрузки от накопител  во врем  его зар да до рабочего напр жени  50 кВ и после окончани  зар да и команды Пуск дл  подключени  нагрузки к накопителю. Общее врем  зар да накопител  и врем  перед пуском, необходимое дл  подготовки измеритеной и запускающей аппаратуры, когда к разр днику приложено высокое напр жение , составл ет несколько минут . Пауза -между рабочими циклами может достигать нескольких суток и даже недель и определ етс  временем , необходимым дл  обработки результатов предыдущего экспериментаи внесени  коррективов в последующий эксперимент, а также временем на его подготовку.

Во врем  пауз, вследствие суточных колебаний температуры окружающей среды и различных интенсивносте теплообмена анода и корпуса разр дника , возможна конденсаци  ртути на аноде. Так, при повьшении температуры в помещении металлический

корпус и залита  в него ртуть нагреваютс  довольно быстро за счет их хорошего теплообмена с окружающей средой, В то же врем  анод, имеющий существенно меньшую охлаждащую поверхность и большую массу, нагреваетс  медленно. Это приводит к образованию отрицательного температурного градиента между анодом и катодом и по влению услови  дл  конденсации ртути на аноде Присутствие же ртути на аноде обуславливает при очередном подъеме высокого напр жени  на разр днике его самопробой, что ведет к срыву эксперимента и к аварийной ситуации на установке.

Предлагаемые конструктивные изменени  разр дника обеспечивают одинаковые интенсивности теплообмен анода и корпуса, что исключает при изменении температуры окружающей среды перепад температуры между ним и конденсацию ртути на аноде.

Была проведена сери  испытаний (50 опытов) при перепадах температуры в 10 С в течение одного часа без обдува и с обдувом разр дника воздухом . Опытный образец предложенной крнструкции сохранил номинальную электропрочность 50 кБ, в то врем  как контрольный образец (известна  конструкци ) снизил электрическую прочность до 20-40 кВ.

Таким образом, игнитронный разр дник предложенной конструкции позвол ет значительно повысить его надежность за счет исключени  вли ни  на его электропрочность колебаний температуры окружающей среды.

фиг. /

Claims (4)

1. ИГНИТРОННЫЙ РАЗРЯДНИК ДЛЯ КОММУТАЦИИ ОДНОКРАТНЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержащий металлический корпус, охлаждаемый окружающей средой, внутри которого размещены катод, соединенный с корпусом, и анод, изолированный от корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения электропрочности, форма анода или корпуса выбрана из соотношения гдедТзСс) иьТ^(Л) - период температур окружающая среда - анод и корпус соответственно в зависимости от времени.

2. Разрядник по п.1, отли- чающийся тем, что. анод выполнен пустотелом. с

3. Разрядник по.п.1, отличающийся тем, что анод выполнен в виде мембраны.

4. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что корпус покрыт теплоизоляцией.

ΐ