Искровой разрядник

 

Изобретение относится к высоковольт ной импульсной технике. Цель изобретения - повышение электрической прочности и обеспечение возможности регулирования рабочего напряжения Над поверхностью диэлектрика, на которой расположены два основных эпемро да, установлен коронирующий электрод г возможностью перемещения в направлении , перпендикулярном поверхности лу.электрика При подаче на коронирующий электрод отрицательного потенциапа от ис точника постоянного напряжения на поверхности диэпектрика осаждаются отрицательные ионы, препятствующие возникновению разряда между основными электродами разрядника 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 Н 01 Т 2/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1р

;гу )

1,;

1-(21) 4660392/07 (22) 09.03.89 (46) 30.05.91. Вюл. N 20 (71) Куйбышевский авиационный институт им, акад. С.П. Королева (72) О.А. Журавлев, А.П, Кусочек и А,Л, Муркин (53) 621.316,933(088.8) (56) Месяц Г.А, Генерирование мощных наносекундных импульсов, М,; Сов, радио, 1974, с. 92.

Дашук П,Н. и др. Эрозия диэлектриков при коммутации больших импульсных токов скользящим разрядом, ЖТФ, 1981, т. 51, вып. 2, с. 324 — 333.

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к устройствам для сокращения длительности фронта нарастания передаваемого к нагрузке импульсного напряжения, в частности к разрядникам-обострителям, быстроподключающим нагрузку к..источнику, когда напряжение на источнике.достигает значений, близких к максимальному, Целью изобретения является повышение электрической прочности и обеспечение возможности регулирования рабочего напряжения искрового разрядника без изменения длины зазора между основными электродами, На чертеже показаны искровой разрядник и электрические схемы его включения, Высоковольтный электрод 1 и заземленный электрод 2, выполненные в виде по„, Ж„„1653041 Al (54) ИСКРОВОЙ РАЗРЯДНИК (57) Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике. Цель изобретения — повышение электрической прочности и обеспечение возмо>кности регулирования рабочего напри>кения, Над поверхностью диэлектрик", на которой расположены два основных эпектрода, установлен коронирующий электрод ". возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном поверхности диэлектрика, При подаче на коронирующий электрод отрицательного потенциала от ис точника постоянного напряжения на поверхности диэлектрика ос",ждаются отрицательные ионы, препятствующие возникновению разряда между основными электродами разрядника. 1 ил. лос, установлены на диэлектрике 3, с обратной стороны которого расположена токапроводящая пластина 4. электрически соединенная с заземленным электродом 2.

К высоковольтному электроду 1 подключен импульсный. выход накопителя 5 энергии, собранного, например, по схеме АркадьеваМаркса, К заземленному электроду 2 и пластине 4 подключена нагрузка б, Над поверхностью диэлектрика 3 по всей ширине разрядного промежутка. установлен коронирующий электрод 7, например, в виде набора острий. Электрод 7 соединен с цепью подачи постоянного зарядного напряжения накопителя энергии 5. Сам электрод 7 выполнен с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном рабочей поверхности диэлектрика 3.

Разрядник работает следующим образом, 1653041

При зарядке накопителя 5 энергии на коронирующий электрод 7 подается постоянное зарядное напряжение (-эзар). 8 резуль ате между электродом 7 и поверхностью диэлектрика 3 возникает коронный разряд. Поскольку рабочая среда разрядника — воздух (электроотрицательный газ), при отрицательной короне В нем происходит образование отрицательных ионов, ПОДВижность KQTopblx нз ДВа три порядка меньше подвижности свободных электронов, Отрицательные ионы из чехла короны двигаются по силовым линиям и осаждаются йа поверхность диэлектрика 3, 06p33 (é поверхностный заряд, При срабатывании накопителя 5 энергии потенциал на высоковольтном электроде i возрастает до значения, пределяемого электрической прочностью разрядного промежутка. Появление же отрицательных ионов затрудняет формирование пробоя разрядника, существенно повышая пробивное напряжение.

Повыщение электрической прочности разрядного промежутка определяет..::; плот-ностью поверхностных зарядов о и начинает сказыВатЬСя при СЛОВИИ ii Pj

Уровень Ок зависит От состноше! ия плот ности потока осаждаемь,х на диэлектрике

3 отрицательных ионов и величины поверхностнол утечки заряда на электроды .,и 2.

Зти параметры определя отся соответст— венно напряженностью электрического nons: Е у корониру ощего "-лектрода 7 и удельным поверхностным сопротивлением диэлектрика 3. Эффект "запирания" разрядного промежутка надежно проявляется, если баланс между этими величинаМИ ПОЗВОЛЯЕТ ВЬ!ПОЛНИТЬ УСЛОВИЕ 0 = О р, Условие о = окp справедливо для диэлектриков с ъ 10 Ом при напряженно1г стях поля Е 3 . 10 В/см. Последнее требование позволяет определить радиус

r коронирующего электрода 7 по приложенному к нему напряжению U:

Для регулирования порога пробоя разрядника коронирующий электрод 7 выполнен с возможностью перемещения над поверхностью диэлектрика 3, тем самым

5

25 меняется интенсивность потока Отрицательных ионов, осаждающихся на поверхность диэлектрика 3. Перемещение коронирующего электрода 7 в горизонтальной плоскости относительно поверхности диэлектрика 3 не приводит к изменению порога пробоя разрядника. Единственное требование по месту расположения коронирующего электрода 7 в горизонтальной плоскости — отсутствие прямых пробоев по воздуху между высоковольтным электродом

1 и коронирующим электродом 7 при срабатывании накопителя 5 энергии, Использование предлагаемого искрового разрядника позволяет при сохранении всех достоинств применения скользящего разряда для коммутации больших импульсных токов существенно повысить электрическую прочность разрядного промежутка и обеспечить возможность регулирования рабочего напряжения, расширяя область применения данного разрядника 8 мегавольтных генераторах и сильноточных наносекундных ускорителях, Формула изобретения

Искровой разрядник, содержащлй высоковольтный и заземленный Основные протяженные электроды, размещенные на одной стороне диэлектрика, толщина которого меньше минимального расстояния между основными электродами, и токопроводящую пластину, установленную на другой стороне диэлектрика и подключенную к заземленному основному электроду, о тл и, ч а ю шийся тем, что, с целью повышения электрической прочности и обеспечения возможности регулирования рабочего напряжения беэ изменения длины зазора между ocHoBHblMM электродами, он снабжен протяженным коронирующим электродом с отрицательной короной, установленным над поверхностью диэлектрика в промежутке между основными электродами с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном рабочей поверхности диэлектрика, причем указанный диэлектрик выполнен с удельным поверхностным сопротивлением р 10 Ом, а радиус кри1г визны коронирующего электрода выбран из условия обеспечения напряженности Е электрического поля на поверхности электрода Е 3 10 В/см.

1653041

Составитель 8.Гомзин

Редактор A.Ëåæíèíà Техред M.Mîðãåíòçë Корректор О.Кравцова

C..

Заказ 1775 Тираж 287 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101