SU752581A1 - Искровой разр дник - Google Patents

Description

(54) ИСКРОВОЙ РАЗРЯДНИК

1

Изобретение относитс  к высоковольтной импульсной технике, а именно к устройствам формировани  пр моугольных импульсов, и может быть использовано в сильноточных на носекундных ускорител х.

Известны двухэлектродные неуправл емые разр дники, состо щие из корпуса и расположенных в жидкой диэлектрической среде двух противолежащих электродов. Благодар  простоте конструкции такие разр дники наход т широкое применение в различных импульсных системах, например, в генераторах мощных наносекундных импульсов . Одно, из основных требований, предъ вл емых к разр дникам - это высока  электрическа  прочность его промежутка и .мала  длительность фронта формируемого импульса.

В известных разр дниках увеличение напр женности электрического пол  в рабочем промежутке достигаетс  применением электродных систем с однородным полем 1 или созданием в рабочей камере избыточного давлени  2.

В первом случае (создание в промежутке однородного пол ) в виду TQro, что площадь электродов достаточно больша , электрическа  прочность промежутка невысока. Разр дник с избыточным давлением в разр дной камере применим только при временах воздействи  напр жени  1 мкс, так как дл  жидкостей при столь коротких временах

5 повышение давлени  практически не вли ет на электрическую прочность.

Наиболее близким разр дником к данному  вл етс  искровой разр дник, содержащий расположенные в жидкой диэлектрической среде противосто щие анод и катод,

О поле между которыми слабонеоднородно, причем катод снабжен выступом, выполненным в виде цилиндрического стержн  с полусферической вершиной 3.

,5 Однако, в виду наличи  довольно существенной неоднородности пол  у катода, электрическа  прочность разр дного промежутка недостаточна высока (индуктивность такого разр дника в виду несовершенства конструкции высока).

20 Цель изобретени  - повышение электрической прочности промежутка и уменьшение длительности фронта формируемого импульса путем снижени  индуктивности разр дника .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном разр днике диаметр d выступа и высота h выступа выбраны с длиной 1 промежутка между вершиной выступа и анодом в соотношени х d l,8t:h 1.

Максимальна  электрическа  прочность промежутка при выполнении данных соотношений обеспечиваетс  благодар  тому, что в этом случае удаетс  сбалансировать действие двух эффектов, определ юш.их электрическую прочность, а именно: эффекта плош ,ади электродов и эффекта искажени  пол . Минимальна  индуктивность разр дника обеспечиваетс  благодар  уменьшению длины межэлектродного промежутка, а также за счет оптимальной высоты выступа. Все это вместе - максимальна  прочность промежутка и минимальна  индуктивность - позвол ет существенно уменьшить длительность фронта формируемого импульса.

На чертеже изображен искровой разр дник .

Он состоит из корпуса 1, в котором расположены два противосто щих электрода: катод 2 и анод 3,  вл ющиес  конструктивными элементами накопител  энергии. На катоде разр дника имеетс  выступ 4, выполненный в виде стержн  с полусферической вершиной. В качестве основной изол ции в разр днике используетс  очищенна  вода с удельным сопротивлением Ом-см.

Работа разр дника осуществл етс  следующим образом.

При зар дке накопител  энергии от импульсного генератора, собранного, например , по схеме Аркадьева-Маркса, потенциал на высоковольтном электроде возрастает до значени , определ емого электрической прочностью среды, котора  при посто нном времени зар дки линии определ етс  в основном площадью электродов и степенью неоднородности пол , а в виду того, что путем выполнени  оптимальных соотношений действие этих двух факторов скоординировано , прочность промежутка (за вл емое устройство) оказываетс  существенно выше как прочности промежутка с однородным полем , так и прочности промежутка с неоднородным полем. Поэтому при одинаковых услови х длина межэлектродного зазора за вл емого устройства будет меньше, чем

вместе с высокой электрической прочностью (обеспечивает минимальную длительность фронта сформированного импульса).

Кроме того, неоднородность пол  у катода практически не сказываетс  на процессах развити  разр да, и разр д как и в однородном поле развиваетс  с анода, разветвл  сь к катоду на несколько каналов, что существенно снижает эрозию выступа. Поэтому срок службы такого разр дника выше срока службы известного.

Таким образом, выполнение соотношений приведенных выше, позвол ет увеличить электрическую прочность промежутка и уменьшить длительность фронта формируемого импульса, что обеспечит применение разр дника в мегавольтных генераторах и сильноточных ускорител х с вод ной изол цией , не требующих жесткой синхронизации с какими-либо другими установками.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   Искровой разр дник, содержащий расположенные в жидкой диэлектрической среде противосто щие анод и катод, поле между которыми слабо неоднородно причем ка тод снабжен выступом, выполненным в виде цилиндрического стержн  с полусферической верщиной, отличающийс  тем, что, с целью повышени  электрической прочности промежутка и уменьшени  длительности фронQ та формируемого импульса, диаметр d и высота h выступа выбраны с рассто нием f между верщиной выступа и анодом в соотнощени х d 1,8-Е: h {.

   Источники инфор.мации, прин тые во внимание при экспертизе

   51. Капищников Н. К., Муратов В. М. и

   Ушаков В. Я. Вли ние конструкции вод ных разр дников на их коммутационные характеристики . ПТЭ, № 1, 1977, с. 122-124.

   2.Абрам н Е. А. и др. Генератор коротких импульсов жесткого рентгеновского излучени  высокой интенсивности. Докл. АН СССР, 1970, т. 192, № 1, с. 76-77.
2. 3.Анневский С. И. и др. Коммутаци  низкооМной . формирующей линии многоканальным разр дником с самопробоем в воде.
3. 5 ПТЭ, № 5, 1975, с. 107-110.