Вакуумный разрядник

 

Q е е ие C A Hl Я Я н )468327

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительно к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.08.73 (21) 1950566 24-7 (й) М. KJI.Н 01 t 9/00 с присоединением заявки %(23)Приоритет

Гесударстеенный немнтет

CoB8TR Мин»стран СССР по делам неебретеннй и еткрмтн»

Опубликовано 25.04.75. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 23 О4 75 (53) УДК 621.316.933 (088.8) (72) Авторы изобретения П. И.:Завада, В. И. Терешин и В. В. Ч батарев (71) Заявитель (54) ВАКУУМНЫЙ РАЗРЯДНИК

Изобретение относится к высоковольтным вакуумным разрядникам, предназначенным для коммутации больших импульсных гоков в высокочастотных электрических це- пях. 5

Извесген вакуумный разрядник, содержащий основные электроды, которые с целью предотвращения воздействия плазмы и паров металла на разделяющий их изолятор снабжены глухими металлическими экрана- щ ми, коаксиально входящими один в другой на расстоянии, обеспечивающем перекрытие зазора между основными электродами. В центре одного из основных электродов располагается поджигающий электрод." Извест ц но, что в прямоточном разряде, имеющем

I место в разряднике, происходит линчевание, 1 тока, т, е, сжатие тока к диаметру, определяемому отношение газокинетического давления плазмы газового разряда к маг- 20 нитному, вследствие взаимодействия тока с собственным магнитным "даЕеем, Если вокруг этого тока расположить металли= ческий цилиндрический экран, то при вьсокой частоте разряда, когда глушив И слоя мала по сравнению с толщиной экрана„ в нем индуцируются бсдц шие токи.,Вслед-- ствие взаимодействии магнитных полей индуцированных токов с магнитным полем . разрядного тока происходит дополнительное сжатие токового шнура.

В результате сжатии токового шнура происходит увеличение плотности тока в центре разрядника, что приводит к интен сивной эрозии основных и поджигающегэ электродов и, в конечном счете, к сокрашению срока службы разрядника. При этом увеличивается индуктивность разрядника из-за уменьшения диаметра токовго шнура разряда, Кроме того, при наличии металлическоГо экрана электрическая прочность разрядника снижается,так как искажается поле s разрядном промежутке (нарушается однородность) в месте торцов экрана.

Иель изобретения - повысить электрическую прочность, увеличить срок службы и уменьшить индуктивность разрядника при коммутации больших импульсных токов в высокочастотных .дц трйческих цепящ, 468327

Это достигается тем, что экран выполнен из диэлектрика с высокой абляционной способностью (например, из оргстек-. ла), прикреплен к изолятору и профилирован так, что средней частью внутренней поверхности входит внутрь разрядного промежутка и зазоры между экраном и основными электродами составляют от0,1 до 0,25 величины этого промежутка, а основные электроды имеют выступающие ра-10 бочие части, причем в центральной части одного из основных электродов выполнены ,каналы дпя откачки центральной области разрядного промежутка.

На чертеже изображен предлагаемый 15 разрядник, Диэлектрический экран 1 разрядникапрофилирован так, что средней частью внутренней поверхности входит внутрь разрядного промежутка 2 с зазором с основными ЯО ". электродами 0,1-0,25 величины его проме. жутка, Основные электроды 3 и 4 имеют выступающие плоско-параллельные рабочие части, которые входят внутрь экрана суказанным выше зазором так, что разрядный 25 промежуток 2 полностью перекрывается экраном. Зазор устанавливают по возможности минимальным (в указанных выше пределах), но так, чтобы не снижалась электрическая прочность разрядника. ЗО .

В основном электроде 3 выполнены каналы 5, предназначенные для откачки области между изолятором 6 и экраном 1 (акрин 1 еекреплнетсл е трех точкех к иеолнтору 6 по его окружности), ресположенные по радиусу разрядника симметрично его оси. Диаметр, на котором расположены каналы 7, служащие для откачки центра разрядного промежутка 2, может составлить 0,1-0,5 диаметра выстунаюшей рабо40 чей части основного электрода 3. Каналы

7 располагаются симметрично оси разрядника. В центре основного электрода расположен вакуумпровод, 8, предназначенный для общей откачки разрядника, через кото45 рый вводится поджигающий электрод 9, изолируемый изолятором-трубкой 10. Каналы 5 располагаются полностью выше плоскости торца экрана.

Устройство работает следующим образом.

Для замыкания коммутируемой высокочастотной цепи на поджигающий электрод 9 подается стартовый импульс, который вызывает пробой разрядного промежутка 2 между основными электродами 3 и 4. В начальный момент развития разряд интенсивно излучает жесткий ультрафиолет ко торый при взаимодействии с внутрен „й поверхностью диалектрического sKp6jk l вызывает эмиссию частиц с поверхности. диэлектрика и их ионизацию, Вследствие этого вблизи внутренней поверхности акрана образуется максимально проводящая область разрядника, куда и перебрасывается разряд. Разрядный ток начинает касаться внутренней поверхности экрана 1 и, вызывая интенсивное ее испарение, еще больше увеличивает число токоносителей и, следовательно, проводимость разрядника в этой области. Поскольку максимум проводимости разрядника вблизи экрана 1 поддерживает ся непрерывной абляцией диэлектрика экрана вследствие непрерывного воздействии на него разряда, основной разряд будет длительное время удерживатвся в этой области

Длительному удержанию разряда вблйзи

,диэлектрического экрана способствует также отсутствие вытеснения тока разряда кцентру разрядника, которое наблюдается при наличии металлического акрана 1, в котором при высокой частоте разряда, когда глубина скин-слоя мала по сравнению с толщиной экрана, индуцируются большие токи, взаимодействие магнитных полей которых с магнитным полем тока разрядника вызывает указанное вытеснение.

Материал экрана 1 должен обладать высокой абляционной способностью и желательно, чтобы в процессе разряда он самоочищался при воздейсчвии на него разряда (например, тефлон). Прямая откачка области между изолятором 6 и экраном 1 (через каналы 5) препятствует попаданию на изолятор 6 частиц, диффундируемых из области разрядного промежутка 2 через зазоры основные электроды 3 и 4 — экран

1. Чем меньше эти зазоры (в указанных выше пределах), тем меньшая во время разряда диффузия частиц и тем больше; следовательно, задерживается в области вблизи экрана газа, являющегося поставщиком токоносителей, что также способствует развитию и удержанию разряда вблизи внутренней поверхности экрана. Откачка по центу (через каналы 7) предотвращает развитие разряда в центре разрядника за счет 1обеднения, центральной области разрядного промежутка потенциальными токоносителями, что также предохраняет от разрушения поджигающий электрод 9 и его изолятор-трубку 10. вследствие протекания тока разряда в цилиндрической области акрана 1, диаметр

468327

Составитель

Тех ред И.Карандашова

Редактор Г„Фадеева

Корректор Н.Учакина

Заказ /ф(7Д И .мЯО

Тираж, .8;-1 Подписное

Ц11ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

5 которой всего в 1,5-1,7 раза меньше диаметра разрядника, уменьшается индуктив. ность разрядника, Уменьшение инцуктивности разрядника в 2-З раза достигается также за счет того, что отсутствие искажения по-: > ля в разрядном промежутке 2 при наличии диэлектрического экрана позволяет уменьшить высоту разрядника в 2-3 раза.

Предмет изобретения

Вакуумный разрядник для коммутации больших импульсных токов в высокочастотных электрических цепях, содержащий основ» ные электроды, разделяющий их изолятор, поджигающий электрод, цилийдрический экран, каналы в основном электроде для откачки кольцевого пространства между экраном и изолятором, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения . электрической прочности и срока службы, а также уменьшения индуктивности разрядни.ка при коммутации токов в высокочастотных электрических цепях, экран выполнен из диэлектрика с высокой абляционной спо собностью, прикреплен к изолятору и профилирован так, что средней частью внутренней 1поверхности вкодит; внутрь разрядноV го:-промежутка с зазором с основными электродами 0,1-0,25 величины разрядно го промежутка. а в центральной части одного из основных электродов выполненыканалы для откачки центральной области раз;рядного промежутка,