Газонаполненный защитный разрядник
Использование: для защиты от перенапряжений радиоэлектронной аппаратуры. Сущность: на торцах электродов установлены кольца из материала, одной из компонент которого является металл с высокой теплопроводностью, а другой - материал с высокой эрозионной стойкостью. Внутри кольца заподлицо с его торцевой поверхностью расположен слой вещества с высокой эмиссионной способностью. 1 ил.
Изобретение относится к газоразрядной технике, а более конкретно к газонаполненным разрядникам для защиты от перенапряжений различной радиоэлектронной аппаратуры. Известен газонаполненный защитный разрядник, содержащий цилиндрический изоляционный корпус, два соосно расположенных в нем друг против друга электрода, образующих с корпусом вакуумно-плотную оболочку, на металлическую активную поверхность электродов нанесено щелочносодержащее вещество, представляющее собой тонкий глазурованный слой, состоящий из множества островков, изготовленных из стеклянного порошка, наплавленного на активную поверхность электродов. Так как глазурованные островки являются изоляторами, то зажженный дуговой разряд горит в граничной области между островками из глазурованной пленки и активной металлической поверхностью, что обеспечивает оптимальные условия горения разряда (низкое напряжение поддержания, высокий потенциал погасания). Известен газонаполненный защитный разрядник, содержащий цилиндрический корпус, наполненный инертным газом, в котором соосно установлены два электрода, на противостоящих рабочих торцах которых соосно установлены кольца, выполненные из материала, содержащего металл с высокой теплопроводностью, внутри каждого из которых на торцевой поверхности соответствующего электрода расположен слой активного вещества в виде пастообразной смеси с высокой эмиссионной способностью и содержащий титан в металлической форме, галогенид щелочи и сплав Ba-Al, причем слой активного вещества своей периферийной, более тонкой частью, достигает торцевой поверхности колец, а остальная часть этих слоев заглублена относительно торцевой поверхности кольца соответствующего электрода. Недостатком такого разрядника является ограниченный срок службы, в частности, при больших, порядка десятков килоампер, импульсных токах. Так, экспериментально определено, что оптимальная область горения разряда находится на границе материалов с различными тепловыми свойствами, например, если один из элементов электрода разрядника выполнен из материала, содержащего металл с высокой теплопроводностью (в данном случае кольцо каждого из электродов выполнено из меди), то при этом вследствие эрозионных процессов, связанных с прохождением тока, расходуется в первую очередь находящийся в области оптимального горения разряда материал кольца и граничащий с ним материал активного вещества с высокой эмиссионной способностью, что приводит к разрушению кольца и слоя активного вещества на их границе, так как слой активного вещества на границе области достаточно тонкий, а кольцо выполнено из материала, не содержащего компоненту с высокой эрозионной стойкостью. Разрушение активного вещества увеличивает расстояние между слоями активного вещества противолежащих электродов, что приводит к недопустимому увеличению пробивного напряжения и, соответственно, к выходу разрядника из строя, т.е. к уменьшению его долговечности. Разрушение же кольца сопровождается распылением продуктов его эрозии на поверхность цилиндрического изоляционного корпуса, что приводит к снижению сопротивления изоляции ниже допустимого значения и к выходу разрядника из строя, что также уменьшает его долговечность. Целью изобретения является увеличение срока службы разрядника. Указанная цель достигается тем, что в газонаполненном защитном разряднике, содержащем цилиндрический изоляционный корпус, в котором соосно установлены два электрода, на противостоящих рабочих торцах которых соосно установлены кольца, выполненные из материала, содержащего металл с высокой теплопроводностью, внутри каждого из которых на торцевой поверхности соответствующего электрода расположен слой активного вещества с высокой эмиссионной способностью, этот слой активного вещества расположен заподлицо с обращенной в разрядный промежуток торцевой поверхностью указанного кольца, в материал которого введена компонента с высокой эрозионной стойкостью. Выполнение слоя активного вещества с высокой эмиссионной способностью заподлицо с обращенной в разрядный промежуток торцевой поверхностью указанного кольца позволило увеличить толщину и соответственно массу этого слоя, а значит увеличить и его устойчивость к разрушению под действием больших импульсов тока, что приводит к сохранению области оптимального горения, а значит сохраняет расстояние между слоями активного вещества, и, следовательно, увеличивает срок службы разрядника. Введение же в материал кольца компоненты с высокой эрозионной стойкостью уменьшает разрушение самого кольца, что также способствует сохранению области оптимального горения, уменьшает распыление продуктов его эрозии на цилиндрический изоляционный корпус и также увеличивает срок службы разрядника. На чертеже представлен пример выполнения предлагаемого разрядника, разрез. Разрядник содержит цилиндрический изоляционный корпус 1 из керамики, в нем установлены соосно электроды 2 и 3, на противостоящих рабочих торцах которых соосно установлены кольца 5 из материала, содержащего металл с высокой теплопроводностью медь и собственно эрозионностойкую компоненту вольфрам. Внутри колец 5 на поверхность электродов 2 и 3 помещено активное вещество с высокой эмиссионной способностью, содержащее барий, кремний, кальций, выполненное в виде дисков 4. Диски 4 и кольца 5 впрессованы в поверхности электродов 2 и 3. Наполнение осуществляется аргоном при давлении 30-50 мм рт.ст. При появлении на электродах 2 и 3 разрядника напряжения происходит пробой разрядного промежутка 6. На электроде 2, являющемся в данный момент катодом, возникают катодные пятна, хаотически перемещающиеся по поверхности слоя 4 активного вещества. В результате хаотического перемещения катодные пятна обязательно попадают на границу диска 4 и кольца 5, и зажженный дуговой разряд горит с граничной области диска 4 и кольца 5, что обусловлено особыми условиями существования катодных пятен на границе веществ с различными свойствами. После снятия напряжения разрядник гаснет, а разрушение граничной области происходит незначительное, и разрядник может работать многократно. Данный разрядник обладает определенными технико-экономическими преимуществами по сравнению с лучшими разрядниками подобного типа. Преимущество заявленного изобретения заключается в том, что повышается срок службы разрядника. Сокращаются материально-технические затраты на изготовление разрядников для защиты оборудования от перенапряжений.
Формула изобретения
Газонаполненный защитный разрядник, содержащий цилиндрический изоляционный корпус, в котором соосно установлены два электрода, на противостоящих рабочих торцах которых соосно установлены кольца, выполненные из материала, содержащего металл с высокой теплопроводностью, внутри каждого из которых на торцевой поверхности соответствующего электрода расположен слой активного вещества с высокой эмиссионной способностью, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы, слой активного вещества расположен заподлицо с обращенной в разрядный промежуток торцевой поверхностью указанного кольца, в материал которого введена компонента с высокой эрозионной стойкостью.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000
Извещение опубликовано: 10.11.2000
