SU378995A1 - Вакуумный разрядник - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к коммутирующим устройствам и может быть использовано при создании емкостных накопителей энергии электрофизических установок. В современных емкостных накопител х энергии в качестве коммутирующих устройств, отдел ющих нагрузку от батареи в процессе ее зар да и соедин ющих их в нужный момент, используютс  управл емые разр дники. Одним из таких коммутаторов  вл етс  вакуумный разр дник , способный коммутировать импульсные токи до 3-10 а и более.

Известен вакуумный разр дник, содержащий катод и анод, между которыми расположена диэлектрическа  прокладка, образующа  разр дную камеру, поджигающие электроды и систему откачки. Срабатывание разр дника вызываетс  подачей на поджигающие электроды управл ющих имп)льсов. Вакуумные разр дники обладают р дом преимуществ: малой собственной индуктивностью , больщой пропускной способностью по току, широким диапазоном управл емости по напр жению, бесшумностью действи . Однако при необходимости многократно ( 10 раз) коммутировать большие токи со значительной длительностью, равной 100 мксек и более, вы вл етс  следующее. Электрическа  прочность разр дника определ етс  разр дными напр жени ми по вн тренней и наружной поверхност м изол ции. Чтобы увеличить электрическую прочность внещней поверхности , ее специально развивают с помощью кольцевых выемок, барьеров и т. п. Во

внутривакузмной изол ции основную роль играет способность изол ции сохран ть свои изол ционные свойства после прохождени  больщого тока, которое сопровождаетс  больщим газовыделением с поверхности диэлектрика . После протекани  коммутированных больщих токов на поверхности электродов по вл ютс  неровности и при последующем подъеме напр жени  с микровыступов на катоде начинаетс  автоэлектронна  эмисси .

Электронные пучки, бомбардиру  поверхность диэлектрика, привод т к самопроизвольным срабатывани м разр дника при напр жени х, значительно ниже рабочего. Таким образом, электрическа  прочность изол ции снил аетс , и восстановить ее трудно даже путем повторной длительной откачки и тренировки напр жением.

Целью изобретени   вл етс  увеличение электрической прочности внутривакуумной

изол ции и уменьшение веро тности неуправл емых срабатываний.

Дл  этого, внутренн   поверхность диэлектрической прокладки выполнена наклонной, образу  разр дную камеру, котора  расщир етс  в сторону анода.

Такой наклон внутренних стенок диэлектрика уменьшает веро тность попадани  эмиттированных электронов с катода на изол цию , уменьшаетс  веро тность ионизации газа , абсорбированного поверхностью диэлектрика , уменьшаетс  число неуправл емых срабатываний разр дника и значительно повышаетс  электрическа  прочность диэлектрика .

На чертеже схематически показан предлагаемый разр дник и проиллюстрирован процесс автоэлектронной эмиссии с микровыступом на катоде.

Предлагаемый разр дник имеет анод / и катод 2, образуюш,ие разр дную камеру 3, например , из оргстекла и систему 4 откачки. К рабочему зазору камеры прикладываетс  коммутируемое напр жение. Внутренн   поверхность диэлектрика разр дной камеры наклонена под тупым углом к отрицательно му электроду. Поджигаюш,ие электроды 5 служат дл  запуска разр дника в заданный момент времени.

В разр дном режиме коммутируемое напр жение приложено к основным электродам. Дл  запуска разр дника на поджигающий электрод подаетс  стартовый импульс, который вызывает пробой промежутка между основными электродами и замыкает коммутируемую цепь.

В известных разр дниках механизм процесса самопроизвольного срабатывани  разр дника обуславливаетс  автоэлектронной эмиссией из микронеровностей на поверхности катода , в результате которой образуютс  пучки электронов, вылетающих перпендикул рно поверхности катода и ускор емые электрическим полем. «Электронные лучи, попадан на стенки камеры, ионизируют молекулы абсорбированного газа, в результате чего происход т неуправл емые срабатывани .

Если разр дна  камера выполнена по предлагаемому изобретению, то веро тность попадани  на диэлектрик эмиттированных электронов значительно снижаетс , уменьшаетс  веро тность самопроиввольных срабатываний разр дника и увеличиваетс  электрическа  прочность внутривакуумной изол ции.

Предлагаемый вакуумный разр дник отличаетс  от известных тем, что эффект увеличени  электрической прочности изол ции камеры достигаетс  без введени  в разр дник каких-либо дополнительных элементов, делающих его эксплуатацию дороже и сложнее.

Предмет изобретени 

Вакуумный разр дник, содержащий катод и анод, между которыми расположена диэлектрическа  прокладка, образующа  разр дную камеру, поджигающие электроды и систему откачки, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  электрической прочности внутривакуумной изол ции и уменьшени  веро тности неуправл емых срабатываний, внутренн   поверхность диэлектрической прокладки выполнена наклонной, образу  разр дную камеру , расшир ющуюс  в сторону анода.