Малогабаритный разрядник

Изобретение относится к конструкции искровых разрядников, применяемых в качестве защитных элементов радиочастотных трактов от импульсов перенапряжения. Малогабаритный разрядник с коаксиальным расположением электродов, состоит из цилиндрического электропроводящего корпуса, на внутренней поверхности которого закреплен внешний электрод, имеющий форму тора, двух изоляторов, образующих с корпусом герметичную разрядную камеру, электропроводящего стержня с закрепленным на нем внутренним электродом, имеющим форму диска и расположенным относительно внешнего электрода таким образом, что, они образуют искровой разрядный промежуток в виде кольца, электропроводящий стержень проходит внутренний объем разрядной камеры насквозь через центры первого и второго изоляторов, а радиус электропроводящего стержня имеет величину, определяемую из соотношения:

r=R/10 ^(/138);

где: r - радиус электропроводящего стержня, мм;

R - внутренний радиус цилиндрического корпуса, мм;

- волновое сопротивление защищаемой линии связи, Ом,

/138 - соотношение для обеспечения волнового сопротивления величиной 50 Ом.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение состоит в расширении функциональных возможностей путем обеспечения возможности использования разрядника для защиты радиочастотных линий связи от перенапряжений.

Изобретение относится к конструкции искровых разрядников, применяемых в качестве защитных элементов радиочастотных трактов от импульсов перенапряжения.

Известен малогабаритный разрядник [1] с коаксиальным расположением электродов, содержащий цилиндрический электропроводящий корпус, на внутренней поверхности которого закреплен внешний электрод, имеющий форму тора, изолятор, электропроводящий стержень с закрепленным на нем внутренним электродом, имеющим форму диска и расположенным относительно внешнего электрода таким образом, что, они образуют искровой разрядный промежуток в виде кольца.

В таком разряднике происходит многоканальный искровой пробой и результирующая индуктивность параллельных искровых каналов имеет достаточно малую величину, что обеспечивает высокое быстродействие разрядника.

Недостатком такого разрядника является узкие функциональные возможности, ограниченные сферой использования его, как коммутационного разрядника, в импульсных электротехнических установках.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение состоит в расширении функциональных возможностей путем обеспечения возможности использования разрядника для защиты радиочастотных линий связи от перенапряжений.

Для достижения указанного технического результата в малогабаритном разряднике с коаксиальным расположением электродов, содержащем цилиндрический электропроводящий корпус, на внутренней поверхности которого закреплен внешний электрод, имеющий форму тора, изолятор, электропроводящий стержень с закрепленным на нем внутренним электродом,

имеющим форму диска и расположенным относительно внешнего электрода таким образом, что, они образуют искровой разрядный промежуток в виде кольца введен второй изолятор, образующий с корпусом и первым изолятором герметичную разрядную камеру, электропроводящий стержень проходит насквозь внутренний объем разрядной камеры через центры первого и второго изоляторов, причем радиус электропроводящего стержня имеет величину, определяемую из соотношения:

где: r - радиус электропроводящего стержня, мм;

R - внутренний радиус цилиндрического электропроводящего корпуса, мм;

- волновое сопротивление защищаемой линии связи, Ом,

/138 - соотношение для обеспечения волнового сопротивления величиной 50 Ом.

Отличительными признаками предлагаемого малогабаритного разрядника от указанного известного, наиболее близкого к нему, являются наличие второго изолятора, прохождение электропроводящего стержня насквозь через внутренний объем разрядника, а также установленные соотношения между внутренним радиусом цилиндрического электропроводящего корпуса и диаметром внутреннего электрода.

Благодаря тому, что конструктивно разрядник является по своей сути отрезком коаксиальной кабельной линии, он может быть включен в разрыв защищаемой коаксиальной радиочастотной линии связи. Установленное формулой (1) соотношение радиусов цилиндрического электропроводящего корпуса и электропроводящего стержня обеспечивает согласование разрядника с защищаемой линией связи по волновому сопротивлению.

Эскиз предлагаемого разрядника приведен на фиг.1.

Малогабаритный разрядник состоит из электропроводящего цилиндрического корпуса 1, закрытого с обеих сторон кольцевыми изоляторами 2 и 3, через центральные отверстия которых проходит электропроводящий стержень 4 с перпендикулярно закрепленным на нем внутренним электродом 5, имеющим форму диска. Внешний электрод 6, имеющий форму тора, закреплен внутри цилиндрического корпуса 1 таким образом, что образует вместе с внутренним электродом 5 искровой зазор 7 в виде кольца.

Разрядник работает следующим образом. Разрядник, включенный в разрыв радиочастотной линии связи, согласован с ней по волновому сопротивлению и при нормальных условиях функционирования не влияет на работу радиоаппаратуры. При появлении электрического импульса помехи в радиочастотной линии связи, он поступает на вход разрядника. Внутри разрядника волна напряжения распространяется с электропроводящего стержня 4 на поверхность внутреннего электрода, имеющего форму диска 5, и далее радиально на его периферию. К краю диска 5 фронт импульса подходит одновременного по всему периметру и создает разность потенциалов на искровом промежутке 7. При достижении напряжения на искровом промежутке величины, достаточной для его пробоя, происходит срабатывание разрядника. Поскольку разность потенциалов и величина искрового промежутка равномерны по его периметру, то пробой происходит в нескольких местах и образуются несколько проводящих каналов. Ток электрической наводки быстро растекается по образовавшимся каналам и амплитудно-временные, а значит и энергетические параметры импульса помехи, поступающего далее по линии связи к аппаратуре, значительно уменьшаются. После окончания импульса напряжения продолжается нормальное функционирование аппаратуры.

Таким образом, благодаря приобретенной возможности разрядника использоваться для защиты радиочастотных линий связи, расширяются функциональные возможности его применения.

Литература:

1. Е.Ф.Балбоненко и др. Сильноточные искровые разрядники с резко неоднородным электрическим полем. Приборы и техника эксперимента, 1997 г., №6, с.86-91. УДК 621.316.933

Малогабаритный разрядник с коаксиальным расположением электродов, содержащий цилиндрический электропроводящий корпус, на внутренней поверхности которого закреплен внешний электрод, имеющий форму тора, изолятор, электропроводящий стержень с закрепленным на нем внутренним электродом, имеющим форму диска и расположенным относительно внешнего электрода таким образом, что они образуют искровой разрядный промежуток в виде кольца, отличающийся тем, что введен второй изолятор, образующий с корпусом и первым изолятором герметичную разрядную камеру, электропроводящий стержень проходит внутренний объем разрядной камеры насквозь через центры первого и второго изоляторов, причем соотношение радиусов цилиндрического электропроводящего корпуса и электропроводящего стержня обеспечивает согласование разрядника с защищаемой линией связи по волновому сопротивлению.