SU748606A2 - Трехэлектродный разр дник - Google Patents

Description

(54) ТРЕХЭЛЕКТРОДНЫЙ РАЗРЯДНИК

1

Изобретение относитс  к сильноточным импульсным газоразр дным управл емым коммутационным устройствам тригатронного типа, используемым в качестве ключей в высоковольтных цеп х, формирующих имny iibCbi тока или напр жени , например, и может быть использовано при разработке устройств дл  коммутации в емкостных и индуктивных накопител х энергии, в генераторах умножений напр жени  по методу Аркадьева-Маркса.

В основном авт. св. № 601777 1 описан трехэлектродный разр дник тригатронного типа, наполненный электроотрицательным газом, например элегазом, содержащий два основных электрода и стержневой управл ющий электрод, размещенный соосно в отверстии охватывающего его основного электрода.

, В этом разр днике, с целью увеличени  ресурса и повыщени  стабильности включений разр дника, канал охватывающего основного электрода выполнен с ущирением в сторону разр дного промежутка, а на торцовой и боковой, в области максимального сужени  канала, поверхност х электрода выполнены углублени .

Недостатком разр дника.. вл етс  небольщой диапазон рабочих напр жений, в котором коммутатор стабильно управл етс  без изменени  давлени  газа в нем или без изменени  межэлектродных рассто ний. , Цель изобретени  - расширение диапазона рабочих напр жений разр дника.

Эта цель достигаетс  тем, что основной электрод, расположенный против торца управл ющего электрода, выполнен с углублени ми на части торцовой поверхности, обращенной к разр дно1у1у промежутку и имеющей диаметр, не превыщающий диаметра канала во втором основном электроде в области максимального сужени .

Кроме того, указанные углублени  выполнены , в виде соосных кольцевых проточек.

15

Сущность изобретени  по сн етс  чертежом , на котором представлена схема устройства .

Устройство состоит ИЗ управл ющего электрода 1, размещенного соосно с основными электродаАти 2 и 3, причем торцова  поверхность. 4 управл ющего электрода находитс  заподлицо с внещней поверхностью охватывающего его основного электрода . На поверхности управл ющего электрода (торцовой) и в месте минимального зазора между ним и охватывающими его основными электродами выполнены углублени , например кольцевые проточки, а острые кромки на охватывающем электроде скруглены. Второй основной электрод имеет полусфериЧескую форму с. плоским участком 5 против канала в охватывающем электроде. Диаметр плоской части не превыщает диаметр канала в месте его максимального сужени . Углублени  и выступы поверхности этого электрода могут иметь другие формы. .

Разр дник работает следующим образом.

Кромки углублений, например кольцевых проточек, или ребра граней на поверхности электрода 3 усиливают локально электрическое поле, как и макронеоднородности на торцовой поверхности 4 электрода I и на кромках канала охватывающего его основного электроде. 2. Коэффициент усилени  пол  на поверхности электрода 3,  вл ющегос  катодом, должен быть меньще, чем на поверхности 4, так как с электрода 3 больще веро тность инициировани  неуправл емого пробо , например, за счет автоэлектронной эмиссии. Поэтому углублени  на электроде 3 должны быть меньще, чем на поверхности 4; в частности, кольцевые проточки на участке 5 должны быть мельче и уже, чем проточки на поверхности 4, а кромки проточек скруглены по большему радиусу . Оптимальным дл  работы разр дника  вл етс  равноверо тность инициировани  пробо  как с электрода 3, так и с электродов 1 и 2 при данной разности потенциалов Uft неуправл емого пробо  между электродами 3 и 1 (или 2).

Дл  создани  запаса электрической прочности разр дника увеличивают в нем давление газа сверх того, при котором происходит неуправл емый пробой промежутка рабочей разностью потенциалов. При подаче на электрод 1 импульса запуска происходит возмущение начального распреде-лени  электрического пол  между электродами 1 и 2, 1 и 3. Чем больще диаметр канала в электроде 2 и чем больше диаметр электрода 1, тем на большем рассто нии от поверхности 4 воз.мущаетс  поле и на большую величину возрастает его напр женность в разр дном объеме и на поверхности электрода 3. По мере роста электрического пол  возникает и усиливаетс  автоэлектронна  эмисси  с кромок углублений на участке 5. В результате захвата молекулами элегаза автоэлектронов и под действием ионизационных процессов вблизи острий кромок образуетс  пространственный зар д отрицательных ионов Фронт облачка начинает под действием пол  и в результате диффузии и эТтектростатического расталкивани  перемещатьс  к поверхности 4, сокраща  рассто ние между фронтом и поверхностью 4 и усилива  электрическое поле на остри х кромок на этой поверхности. По достижении на них критической напр женности пол  каждый свободный электрон способен инициировать лавину, трансформирующуюс  в катодонаправленный стример и заверщающуюс  разр дным каналом межДу электродами 1 и 3. Такими электронами могут быть фотоэлектроны, образующиес  под действием излучени  из облака отрицательных ионов. Поэтому, чем плотнее и больще по размеру облако ионов у поверхности электрода 3, т. е. чем больще острий на участке 5, тем больще скорость перемещени  фронта облака и тем больще образуетс  фотоэлектронов. После создани  искры между электродами 1 и 3 или одновременно с ней происходит пробой кольцевого зазора между электродами 1 и 2. Оптимальным относительно минимальной задержки времени пробо  между электродами 1 и 3  вл етс  одновременность достижени  Екр на остри х поверхности 4 и начала эффективной автоэмиссии с острий на участке 5, или, ( может быть создано несколько позже). Наиболее целесообразны углублени  на той части поверхности электрода 3, где достигаютс  максимальные напр женности электрического пол  при подаче импульса управл ющего напр жени , т. е. в окрестности проекции границ канала в месте его максимального сужени  на электрод 3.

Таким образом, при прочих равных услови х наличие на поверхности электрода 3 углублений и острий на их границах ускор ет развитие пробо  между электродами 1 и 3. Кроме того, образование облака отрицательных ионов и перемещение его к поверхности 4 создает эффект, эквивалентный уменьшению межэлектродного рассто ни , что при данном давлении электроотрицательного газа позвол ет расширить диапазон рабочих напр жений, в котором тригатрон стабильно запускаетс .

Проведенные испытани  полностью подтвердили этот вывод. В частности, они показали , что диапазон рабочих напр жений разр дника расщир етс  на 20-30% по сравнению с прототипом.

Claims (2)

1.Трехэлектродный разр дник по авт. св. № 601777, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона рабочих напр жений , основной электрод, расположенный против торца управл ющего электрода, выполнен с углублени ми на части торцовой поверхности , обращенной к разр дному промежутку , и имеющей диаметр, не превыщающий диаметр канала во втором основном электроде в области максимального его сужени .

2.Разр дник по п. I, отличающийс  тем, что указанные углублени  выполнены в виде соосных кольцевых проточек.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 601777, кл. Н 01 Т 3/00, 1976 (прототип ).