Управляемый разрядник

 

Использование: в высоковольтной импульсной технике. Сущность: в щелевом пазу одного из основных электродов установлен управляющий электрод, выполненный в виде диска с кольцевой острой кромкой на боковой поверхности. Торцовые поверхности диска расположены параллельно противостоящим стенкам паза. Диск установлен на валу вращения, расположенном на геометрической оси диска. 1 з. п. ф-лы, 5 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (11) (sl)s Н 01 Т 2/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

6 ч

1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4876449/07 (22) 22.10.90 (46) 15.01.93. Бюл, М 2 (71) Научно — исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом институте им. С.М.Кирова (72) Н.К.Капишников (56) Капишников Н,К., Муратов В.М. Высоковольтный тригатронный разрядник с высокой частотой срабатывания.— ПТЭ. 1986, М

1, с,111 — 114.

Авторское свидетельство СССР

N 604065, кл. Н 01 Т 2/02, 1977.

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно, к устройствам для формирования импульсов напряжения и тока и может быть использовано в высоковольтных генераторах, в сильноточных ускорителях заряженных частиц и в источниках тормозного рентгеновского излучения, Известен управляемый разрядник, содержащий два противостоящих электрода, в одном из которых в продольном отверстии установлен стержневой управляющий электрод, торцевая часть которого выполнена с

Ilродольным отверстием. Данный разрядник прост в изготовлении и эксплуатации, имеет высокие временные характеристики и широкий диапазон рабочих напряжений при умеренных параметрах поджигающего напряжения.

Известен также выбранный нами за прототип управляемый разрядник, содержащий два противостоящих основных электрода, один из которых выполнен с (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ РАЗРЯДНИК (57) Использование: в высоковольтной импульсной технике. Сущность: в щелевом пазу одного из основных электродов установлен управляющий электрод, выполненный в виде диска с кольцевой острой кромкой на боковой поверхности. Торцовые поверхности диска расположены параллельно противостоящим стенкам паза, Диск установлен на валу вращения, расположенном на геометрической оси диска. 1 з, и. ф — лы, 5 ил. 1 табл. продольным отверстием, в котором расположен управляющий электрод, выполненный с рабочей острой кромкой, закрепленный на валу вращения, установленном с возможностью поворота в держателе.

Недостатком данного управляемого разрядника в условиях коммутации сильноточных электрических цепей является невысокий срок службы, обусловленный быстрым эрозионным износом рабочей сети управляющего электрода.

Целью изобретения является повышение срока службы управляемого разрядника.

Указанная цель достигается тем, что в управляемом разряднике, содержащем два противостоящих основных электрода, один из которых выполнен с продольным отверстием, в котором расположен управляющий электрод, выполненный с рабочей острой кромкой, закрепленный на валу вращения, установленном с возможностью поворота в держателе, согласно заявляемого предло1788546 жения, продольное отверстие основного электрода выполнено в виде щелевого паза, управляющий электрод выполнен в виде диска с кольцевой острой кромкой на боковой поверхности, установленного в указанном щелевом пазу так, что торцевые поверхности диска расположены параллельно противостоящим стенкам паза, а острая кромка обращена в промежуток между основными электродами, причем вал вращения расположен по геометрической оси.диска. Кроме того, основной электрод с продольным отверстием выполнен с дополнительными продольными отверстиями, выполненными также в виде щелевых пазов, в которых установлены дополнительно введенные аналогичные дисковые управляющие электроды с острыми кромками, закрепленные на указанном валу вращения.

На фиг. 1 показана конструкция управляемого разрядника; на фиг. 2 — основной электрод, в котором установлен управляющий электрод (вид А); на фиг. 3 — разрез Б — Б управляющего электрода с держателем; на фиг. 4 — конструкция управляемого разрядника по п. 2 формулы изобретения; на фиг.

5 — основной электрод, в котором установлены в отдельных щелевых пазах дисковые управляющие электроды (вид В).

Управляемый разрядник содержит два противостоящих основных электрода 1, 2, изготовленных из латуни (диаметр электродов - 6 см). В щелевом пазу в одном из электродов 2 установлен управляющий электрод 3, выполненный в виде заостренного диска, обращенного острой кромкой в основной разрядный промежуток. Диаметр дискового управляющего электрода 3 — 2 см, толщина 0,2 см, радиус скругления острой кромки 0,03 см. Управляющий электрод

3 установлен в держателе 4. выполненном в виде вилки и расположенном в проходном изоляторе 5, Управляющий электрод 3 и держатель 4 изготовлены из стали, ось 6, на которой закреплен управляющий электрод

3, изготовлена из меди, Рабочей средой в разряднике служит смесь азота с криптоном (20 % Kr+ 80 % Иг) при давлении 0,5

МПа. Длина основного промежутка разрядника 0,9 см, основное напряжение U

50 кВ, что составляет 0,6 от напряжения направляемого пробоя Ucn Запуск разрядника осуществляется импульсом напряжения положительной полярности 0 (полярность U> отрицательная) амплитудой - 20 xB c длительностью переднего фронта 20 нс.

Работа заявляемого разрядника осуществляется следующим образом, К основному разрядному промежутку, образованному электродами 1 и 2, прикладывается посто15

25 равляющего электрода 3. По мере износа и

40

5

50 янное напряжение Us отрицательной полярности. На управляющий электрод 3, выполненный в виде заостренного диска и установленный в держателе 4, отделенном от основного электрода 2 изолятором 5, подается поджигающее напряжение Ur с полярностью, противоположной полярности основного напряжения U>, В результате чего вблизи участка острой кромки управляющего электрода 3, обращенного в основной разрядный промежуток, реализуется существенное усиление электрического поля, приводящее сначала к пробою промежутка между электродами 1 и 3, а затем (или одновременно с этим) и к пробою промежутка между электродами 2 и 3, что и оканчивает замыкание между электродами 1 и 2, соответствующее срабатыванию разрядника, После износа участка острой кромки электрода 3. находящегося в рабочей зоне разрядника, производится поворот дискового управляющего электрода 3, закрепленного на оси 6, таким образом, чтобы в рабочий промежуток был обращен еще неизношенный участок острой кромки упэтого участка острой кромки производится очередной поворот диска и т. д. до тех пор, пока не произойдет износ всей острой кромки. Этим существенно повышается срок службы разрядника при сохранении на всем протяжении его работы высоких временных характеристик.

Однако при увеличении энергии, коммутируемой управляемым разрядником, существенно увеличивается износ острой кромки управляющего электрода 3, что приводит к уменьшению срока службы управляемого разрядника, Поэтому для повышения срока службы заявляемого разрядника в этих условиях на оси 6 устанавливаются дополнительные дисковые управляющие электроды

7, каждый из которых размещается в отдельном продольном отверстии в виде щелевого паза. Все управляющие электроды (и 3, и 7) закреплены на одной оси 6 и при ее вращении наблюдается одновременный поворот электродов 3, 7. Благодаря наличию дополнительных управляющих электродов 7 в зависимости от режима работы управляемого разрядника происходит либо многоканальный пробой разрядника, либо поочередное участие в коммутации управляющих электродов 3 и 7. И в том, и в другом случае заметно снижается эрозионный износ управляющих электродов.

В таблице приведены результаты измерения срока службы N заявляемого оазрядника по п. 1 и по и. 2 формулы изобретения и для разрядника прототипа. Коммутируемая разрядниками энергия составляет 45 Дж за

1788546 импульс, а управляющие электроды изготавливались из дюралюминия.

Как следует из таблицы, заявляемый разрядник, выполненный по и. 2 формулы изобретения,, имеет более чем в 1,5 раза более высокий срок службы,чем разрядник по и. 1 формулы изобретения,и более чем в

8 раз более высокий срок службы„чем разрядник †протот.

Таким образом как показали проведенные испытания, заявляемый управляемый разрядник имеет в 6 — 8 раз более высокий срок службы в сравнении с разрядником прототипом, что позволяет использовать управляемый разрядник в системах, рассчитанных на длительную работу, например, в устройствах с повышенной частотой включения.

Формула изобретения

1. Управляемый разрядник, содержащий два противостоящих основных электрода, один из которых выполнен с продольным отверстием, в котором расположен управляющий электрод, выполненный с рабочей острой кромкой, закрепленный на валу вращения, установленном с возможностью поворота в держателе, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы, 5 продольное отверстие основного электрода выполнено в виде щелевого паза, управля. ющий электрод выполнен в виде диска с кольцевой острой кромкой на боковой поверхности, установленного в указанном ще.

1О левом пазу так, что торцевые поверхност диска расположены параллельно противо стоящим стенкам паза, а острая кромка об. ращена в промежуток между основными электродами, причем вал вращения распо15 ложен по геометрической оси диска.

2. Разрядник по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что основной электрод с продольным: отверстием выполнен с дополнительными продольными отверстиями, 20 выполненными также в виде щелевых пазов, в которых установлены дополнительнс введенные аналогичные дисковые управля ющие электроды с острыми кромками, за. крепленные на указанном валу вращения.

1788546

Фиг Х

Составитель Н. Капишников

Редактор Н, Пигина Техред М.Моргентал Корректор И. Шмакова

Заказ 75 Тираж 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