SU738022A1 - Управл емый газонаполненный разр дник - Google Patents

Description

(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ГАЗОНАПОЛНЕННЫЙ РАЗРЯДНИК

1

Изобретение относитс  к газоразр дной технике и может быть использовано при создании газоразр дных приборов, например, управл емых га-- , зонаполненных разр дников с широким дйапазоном рабочих напр жений и.ма-; .пнм временем запаздывани  п.робЬ  при работе в сильноточном режиме.

Известны управл емые искровые р з-. р дники тригатронного типа, содержащие внутри газонаполненной оболочки анод, катод и управл ющий электрод, расположенный внутри катода и отделенный от него изол ционной втулкой 1.

Конструкци  тригатронного типа имеет узкий диапазон рабочих напр жений при рассто ни х между основными электродами более 8 мм и ограниченный срок службы в сильноточном ре-20 жиме работы. При коммутации импульсных токов с амплитудой в дес тки килоампер происходит заметное распыление материала электродов и осаждение его на изол ционной втулке, что рез- 25 ко сужает диапазон рабочих напр жений и ухудшает временные характеристики .

Известен также управл емый разр д:Ник тригатронного типа,в котором изо- 0

л ционна  втулка, отдел юща  управл ющий электрод от катода, выдвинута относительно катода в сторону анода. Выдвижение изол ционной втулки внутрь основного разр дного промежутка позвол ет получить широкий диапазон рабочих напр жений и малое врем  запаздывани  при больших значени х амплитуды импульсного напр жени  на управл ющем электроде 2.

Недостаток этой конструкции заключаетс  в малом сроке службы при коммутации больших импульсных токов. При работе в сильноточном режиме происходит разрушение изол ционной втулки и вследствие этого ухудшение электрических параметров.

Наиболее б.пизок к предлагаемому р зр днику по конструктивному выполнению управл емый газонаполненный разр дник, содержащий анод и катод, выполненные в форме сферических чашек с цё нтральными круглыми углублени ми , и управл ю11ций электрод в виде штыр , прохсщ щий через отверстие в катоде. Большой срок службы в сильноточном режиме работы достигаетс  перемещением основного разр да по поверхности электродов под действием пол  электромагнита 3.

738022

Недостагком этог.о разр дника  вЛ1эете  узкий диапазон рабочих напр жени й и большое врем  запаздывани  при 1чинймальном напр жении пробо . ,

Цель изобретени  - увеличение шиРИНЙ диапазона рабочих напр жений и уменьшение времени запаздьшани  пробо  при работе разр дника в сильноточном режиме . ,..,. -.,...,,-..-- .

Указанна  цель достигаетс  тем, что рабоча  часть управл к цего электрода выполнена в. виде шарового сегмента , а размеры электродов и межэлектродных промежутков св заны соотношени ми .

. 2

. . / -..., -, , V ,

п Q ; 1 9 U, I , f

2-где S,-- - рассто ние между анодом и катодом; .

h - рассто ние между катодом и плоскостью, проход щей че- рез основание шарового сег мента управл ющего электрода; DI - диаметр шарового сегмента

управл ющего электрода; D т- диаметр основани  круглого

углублени  в основных электродах , . , . . . . Выбранна  геометри  электродов и их взаимное расположение обеспечи- , :;вйютпЪслёд6ватеЛьный пробой двух вспОмогйтельных промежутков; управл ющий электрод - катод и управл ющий электрод - анод от импульсного напр жени  прджига, приложенного .к управ Л ющему электроду, что значительно

расшир ет диапазон рабочих напр жений и yweHbfflaeT врем  запаздывани  оснбв ногЪ проб6 .

На фиг. 1 йхематически показана конётрукцй  разр дника; на фиг. 2 - схема включени  разр дника;, на фиг.З ДайьГ кривйе изменени  дйапазона рабо-чих напр жений (отношение минимального напр жени  пробо  -к ста тическому напр жению пробо ); на фиг. 4 - кривые зависимости времени

з апаздывани  t- пробо  разр дника от величины отношени  S/h.

Разр дник содержит анод Г и катод 2, выполненные в форме сферических чашек с центральными к-руглыми углублени ми , управл ющий электрод 3, пp6xp J щий через отвёрстие в. катЪде, отделённый от него ,изол ционной втулкой 4 и заканчивающийс  шаровым сегмён1 ом 5.. .

включений разр дника содер-жит высоковольтный выпр митель б, зар дный резистор 7, основной разр дный контур , состо щий из йакопитель ного конденсатора 8, управл емого газонаполненного разр дника 3. йсопрЪтивлени  н агрузки ю, цепь поджиja , состо щую из блока 11 П15дЖйгаИ аэделительного конденсатора 12, и

конденсатор 13, по;;соединенный между анодом и управл ющим электродом разр дника.

На фиг. 3 приведены кривые изменени  диапазона рабочих напр жений 5 . Ufviin в зав.исимости от отношени 

S/h при h const ш. 3 мм. ; Кривые даны дл  четырех значений отношени  ,j:

А 1,3; Б 0,7; В - 0,8;

Г 1,2.

На фиг. 4 приведены кривые зависимости времени запаздывани  f пробо  разр дника от величины отношени  S/h относительно минимальной величины времени запаздывани  Тд пробо , соответствующей экстремальным точкамкривых .

Кривые даны дл  четырех значений отношени  .DI/DJ :

--А 1,3;

., . ,7;

В 0,8;

Г 1,2

Разр дник работает следующим образом .

При подаче высоковольтного импульса напр жени  с блока 11 поджига через разделительный конденсатор 12 на управл ющий электрод разр дника 9 происходит поочередный пробой меж эЛек родных промежутков управл ющий электрод-катод и управл ющий злектрод-анод что влечет за собой пробой основного разр дно1о промежуткаанодкатод . При этом накопительный конденсатор 8, зар женный от высоковольтного выпр мител  6 через зap дный резистор 7, разр жаетс  через разр дник .9 и сопротивление нагрузки 10. Разделительный конденсатор 12 и конденсатор 13- образуют емкостный делитель нап& жени , с помощью которого на управл ющий эл.ектрод разр дника 9 подаетс  часть напр жени , приложенного между основными электродами.

Подала посто нного напр жени  на управл нвдий электрод выравнивает электрическое поле внутри разр дника 9, искажёнйбё за счёт внедени  в основной разр дный промежуток рабочей части управл ющего электрода в видешарового сегмента.

При отношении- а 0,8 - 1,2 разр дник имеет м-аксимальный диапазон рабочих напр жений и минимальное вре . м  эапаздьтани  в довольно широком интервале отношений S/h«. 2-4 Такой характер р зменени  диапазона рабочих напр жений и времени эапаздьтани  пробо  от величины отношени  S/h объ сн етс  следующим образом.

При подаче импульса поджига на управл ющий электрод происходит зар д емкостей межэлектродных промежутков управл ющий электрод-катод и упправл ющий электрод-анод, а также подсоединенных к ним параллельно емкостей схемы включени  до величины напр жени  пробо  одного из промежутков .

При S/h 2 происходит пробой промежутка управл ющий электрод-катод, который возбуждает колебани  с малым декрементом затуханий в контуре, образованном эквивалентной емкостью ,анод-управл ющий электрод (параллельное соединение емкости промежутка управл ющий электрод-анод и конденсатора 13 схемы включени ), параз-итной индуктивностью и нагрузочными элементами основного разр дного контура .

Напр жение между управл ющим элекродом и анодом измен етс  по характеру этих колебаний с амплитудой первой полуволны, равной величине напр жени  пробо  промежутка управл ющий. электрод - анод, и вызывает его пробой вследствие переходного процесса в вышеуказанном контуре, а вместе с тем - пробой основного разр дного промежутка при очень низких напр жени х , приложенных между анодом и катодом .

Отсутствие резко выраженной экстремальности диапазона рабочих напр жений в широком интервале изменени  отношени  S/h 2-4 объ сн етс  характером распределени  электрического пол  с учетом геометрии электродов между управл ющим электродом и катодом, с одной стороны, и управл ющим электродом и анодом, с

другой стороны, с

При-г- 4 начинает сказыватьс 

увеличение электррпрочност.и промежутка управл ющий электрод-анод, что влечет за собой сужение диапазона рабочих напр жений и увеличение времени запаздывани  пробо .

g

При-т- «С 2 от напр жени  поджига

происходит пробой промежутка управгл ющий электрод-анод, который воз-, буждает колебани  в контуре, образованном эквивалентной емкостью между управл ющим электродом и катодом (параллельное соединение емкости промежутка управл ющий электрод-ка.тод и емкости монтажа цепи поджига) и теми же элементами контура, и в предыдущем случае. При этом колебательное напр жение.между управл ющим

электродом и катодом измен етс  с большим декрементом затухани ,так как эквивалентна  емкость ,между управл ющим электродом и катодом во много раз меньше эквивалентной емкости .между управл ющим электродом и анодом . Этим объ сн етс  резкое сужение диапазона рабочих напр жений и воз-, растание времени запаздывани  пробо 

S X о

при 1 2.

0

D,

Отклонение отношени 

в сторону

меньшего или большего зйачений относительно оптимального соотношени 

тГ 0/8 - 1,2 измен ет характер распределени  электрического пол  между вспомогательными промежутк 1ми, что сужает интервал изменени  отношени  S/h, в котором разр дник имеет максимальный диапазон рабочих напр жений и минимальное врем  запаздывани  пробо . .

При выбранной геометрии и взаимном расположении электродов основной 5 искровой разр д статистически рас- « предел етс  от пробо  к пробою между точками, лежащими на част х поверхностей электродов в виде колец, ограниченных диаметром основани  центральных круглых углублений, что зна- .

0 чительно уменьшает распыление мате-. риала электрода в процессе долговечности и позвол ет коммутировать большие импульсные токи пор дка сотен килоампер.

5

Характер кривых (фиг. 3 и 4) сохран етс  при изменении рода и давлени  газа в разр днике.

Таким образом, предлагаема  конструкци  разр дника позвол ет получить широкий диапазон рабочих напр жений

0 ( минимальноенапр жение пробо  составл ет сотни вольт при максималь- ном напр жении пробо  до нескольких дес тков киловольт) и малое врем  запаздывани  пробо  при работе в ,

5 сильноточном режиме (до килоампер ). Основные электрические характеристики разр дника не критичны к точности установлени  межэлектродных рассто ний.

0

Предлагаемый разр дник найдет широкое применение в сильноточных, генераторах , в системах дл  защиты мощных дорогосто щих радиоэлектронных изделий и в специальных област х нау

5 ки и техники.

Claims (3)

1.Патент США 3042828, кл. 313-214, опублик. 1962.

2.Авторское свидетельство СССР № 503329, кл. Н 01 Т 3/00, опублик. 1976.

3.Патент Англии I 822000, кл. 39 (1), опублик. 1959.

738022

f,5 2,0 ,5 4

3,0 5,5

jO 4 40 5,5 Sfhf omn. ей Фие. 3 1,0 45 5,0 5,5 5/, отн.ед. Фиг A 4