Разрядник низкого давления

 

Сущность изобретения: в корпусе соосно установлены анод и полый катод с отверстием. На внутренней поверхности рабочего торца катода установлена диэлектрическая вставка, выполненная в виде стакана с коническим отверстием в дне, на внутренней поверхности которого установлен управляющий электрод, выполненный в виде кольца. 1 табл., 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

css)s Н 01 Т 21/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4855761/07 (22) 31.07.90 (46) 15.01.93, Бюл N. 2 (71) Научно — исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом институте им. С.М.Кирова (72) Ю.Ф,Поталицын и С.В.Тимофеев (56) Бакалейник И.И. Новые технические применения эффекта полого катода. Электронная техника. Сер, 3, N 2 (22) с. 69 — 74, 1971.

High — Power, High Current Pseudospark

Switches. Hans Riege, Ekkehard P.

Boggash, member, lEEE, lEEE Transactions

on Plasma Science, vol 17, N. 5, oktober 1989, Изобретение относится к области высоковольтной технике, а именно к области сильноточных коммутаторов, в частности разрядников низкого давления с полым катодом.

Известен способ и устройство запуска разрядника.

Способ включает подачу на управляющий электрод потенциала, равного или ниже потенциала полого катода, и создание в полости первоначальной плазмы посредством инжекции в полость полого катода потока электронов с маломощного высоковольтного горячего катода при подаче на этот катод отрицательного импульса.

Устройство состоит из полого катода цилиндрической формы, соосно которому размещен анод в виде стержня. С торцов катод закрыт изоляционными фланцами, на одном из которых размещен маломощный вспомогательный катод, Известны также выбранные нами за прототип способ и устройство.. Ы 1788547 А1 (54) РАЗРЯДНИК НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ (57) Сущность изобретения: в корпусе соосно установлены анод и полый катод с отверстием, На внутренней поверхности рабочего торца катода установлена диэлектрическая вставка, выполненная в виде стакана с коническим отверстием в дне, на внутренней поверхности которого установлен управляющий электрод, выполненный в виде кольца. 1 табл., 1 ил.

Способ основан на инициировании пробоя разрядом по поверхности диэлектрика, Пробой происходит вследствие достижения критического значения объемного заряда, образующегося при ионизации частиц поджигающим разрядом.

Устройство, реализующее способ, состоит из размещенных в корпусе двух основных и управляющего электродов. 00

К недостаткам устройства относится Q() сравнительно большое время запаздыва- (Л ния разряда (тз = 50 нс) за счет сравни- . р тельно большого времени достижения объемными зарядом критической величины, что обусловлено малой концентрацией частиц, участвующих в ионизации. Повышение давления в основном промежутке прак- в тически не проходит, т. к. поверхность диэлектрика, по которой осуществляется вспомогательный разряд, находится вдали от основного промежугка.

Целью изобретения является повышение быстродействия разрядника.

1788547

Указанная цель достигается тем, что в разряднике, содержащем соосно установленные в корпусе анод и полый катод, выполненный с отверстием со стороны анода, в полости которогь установлен управляющий электрод, отделенный от катода диэлектрической вставкой, в соответствии с заявляемым решением, диэлектрическая вставка выполнена в виде стакана, установленного дном на внутренней поверхности рабочего торца катода, дно стакана выполнено с коническим отверстием, соосным с отверстием катода и расширяющимся в сторону анода, а управляющий электрод выполнен в виде кол ца, установленного на внутренней поверхности дна стакана.

На чертеже приведена конструкция заявляемого устройст за.

Устройство содержит изоляционный корпус 1 из керамики ХС 22 с установленными в нем анодом 2 и полым катодом 3 из нержавеющей стали, в котором размещен поджигающий узел, включающий в себя керамическую пластину 4 с наложенным управляющим электродом 5 из стали, причем катод выполнен с отверстием со стороны анода, куда ориентирована рабочая поверхность 6 пластины 4.

Способ запуска разрядника следующий: на управляющий электрод 5 подается высоковольтный импульс, при этом происходит пробой по поверхности 6 диэлектрической пластины 4, сопровождающийся образованием плазмы и десорбцией газа с поверхностного слоя диэлектрической пластины 4. Повышается давление газа в основном межэлектродном промежутке за счет выхода десорбированного и связанного газа с поверхности диэлектрика. В соответствии с левой ветвью кривой Пашена, с повышением давления электрическая прочность промежутка уменьшается, Одновременно с повышением давления газа происходит его иснизация излучением из плазмы, Время образования объемного заряда существенно сокращается за счет повышения концентрации молекул и за счет протекания этого процесса возле отверстия катода.

5 Экспериментальная установка для получения импульсов больших токов включает в себя счетчик высокого напряжения, генератор поджига со своим источником питания, вакуумную систему, цепь регистрации, 10 разрядник низкого давления с узлом поджига, формирующую линию. С помощью вакуумной системы достигается давление значений, соответствующих диапазону параметров псевдоискрового разряда, форми15 рующая импульс линия или конденсатор заряжается до значения рабочего напряжения, генератор поджига выдает запускающий импульс на узел поджига, разрядник срабатывает, время запаздывания срабат. 20 вания фиксируется цепью регистрации на осциллографе.

Таким образом, как следует из таблицы, заявляемое устройство позволяет уменьшить время запаздывания разброса при25 мерно в 10 раз. Кроме того в (5 — 10) раз уменьшается разброс времени запаздывания пробоя по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

30 Разрядник низкого давления, содержащий соосно установленные в корпусе анод и полый катод, выполненный с отверстием со стороны анода,в полости которого установлен управляющий электрод, отделенный

35 от катода диэлектрической вставкой, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, диэлектрическая вставка выполнена в виде стакана, установленного дном на внутренней поверхности рабочего

40 торца катода, дно стакана выполнено с коническим отверстием, соосным с отверстием катода и расширяющимся в сторону анода, а управляющий электрод выполнен в виде кольца, установленного на внутренней

45 поверхности дна стакана.

1788547

Составитель С, Тимофеев

Техред М.Моргентал Корректор А. Козориз

Редактор Н. Пигина

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

Заказ 75 Тираж

ВНИИПИ Гос а ств осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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