Управляемый плазменный разрядник
Использование: в устройствах формирования импульсов напряжейия и тока. Существо: поджигающие электроды выполнены в виде протяженных плоских пластин с разрядообразующими выступами со стороны, противоположной промежутку между основными электродами. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 H 01 Т 2/02
ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4876036/07 (22) 19.10.90 (46) 30.05.93. Бюл. ЬВ 20 (71) Научно-исследовательский институт вы соких напряжений при Томском политехническом институте им. С.М.Кирова (72) Н.К.Капишников (56) Авторское свидетельство СССР
ЬЬ 502434, кл. Н 01 Т 1/00, 1975.
Патент США М 3700178, кл, 315-149, 1973.
Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно, к устройствам формирования импульсов напряжения и тока и может быть использовано в высоковольтных импульсных генераторах, в системах формирования заднего фронта импульса высокого напряжения и в схемах защиты радиотехнической и электрофизической аппаратуры от перенапряжений.
Целью настоящего изобретения является улучшение временных характеристик плазменного разрядника.
На приведенном чертеже (фиг.1) показана конструкция управляемого плазменного разрядника; На фиг.2 приведен чертеж основного электрода, в продольном отверстии которого расположен генератор плазмы (вид А). Управляемый плазменный разрядник содержит два основных противостоящих электрода 1 и 2 изготовленных из меди, В одном из основных электродов 2 в продольном отверстии установлен генератор
„„Я.) „„1818650 А1 (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ПЛАЗМЕННЫЙ РА3РЯДНИК (57) Использование: в устройствах формирования импульсов напряжения и тока, Существо: поджигающие электроды выполнены в виде протяженных плоских пластин с раэрядообразующими выступами со стороны, противоположной промежутку между основными электродами. 2 ил. плазмы выполненный в виде двух плоскопараллельных пластинчатых электрода 3 и 4. изготовленных из полосок меди длиной 1, 2 см, шириной 0,5 см. Пластинчатые поджигающие электроды 3 и 4 установлены на противостоящих гранях внутренней дополнительной поверхности диэлектрической втулки 7 из оргстекла, выполненной с глухим продольным отверстием, вход которого обращен в сторону промежутка между основными электродами. На удаленном от основного разрядного промежутка конце пластинчатых электродов 3 и 4 расположены дополнительные электроды 5 диаметром
0,4 см, изготовленные из эрозионностойкого материала эльконайта (70 W+ 307 o Cu).
Эти электроды необходимы для локализации в этом месте электрической дуги, возникающей после подачи поджигающего напряжения от блока поджига 6. Расстояние между дополнительными электродами
5 0,15 см, расстояние между пластинчатыми электродами 3 и 4 0.35 см. Эти зазоры
1818650 подбираются экспериментальным путем, исходя из длины основного зазора разрядника и параметров блока питания 6 (его напряжения и ударной емкости). В реализованных условиях при длине основного разрядного промежутка 1 см, напряжение поджига составляло 8 — 9 кВ, емкость блока поджига в ударе 50 мкФ. Рабочей средой в разряднике служил воздух при атмосферном давлении.
Работа заявляемого управляемого разрядника осуществляется следующим образом. К основному разрядному промежутку, образованному электродами 1 и 2, прикладывается основное напряжение U амплитудой 6 — 15 кВ (напряжение U3 отрицательной полярности). На поджигающий промежуток, образованный плоскопараллельными пластинчатыми электродами 3, 4 с размещенными на них дополнительными электродами 5 от блока поджига 6 пода.ется поджигающее напряжение Un (полярность 4 положительная), что приводит к пробою промежутка между дополнительными электродами 5. Ток поджигающей искры увеличивается во времени и вместе с ним растет собственное магнитное поле которое "выталкивает" дугу на плоскопараллельные электроды и она перемещается в сторону основного разрядного промежутка между электродами 1 и 2. Скорость "выдувания" поджигающей дуги в промежуток между основными электродами 1 и 2 дополнительно повышается эа счет размещения поджигающих электродов 3 и 4 в диэлектрической втулке 7 из газогенерирующего материала, благодаря чему в объ-. еме внутреннего отверстия во втулке создается избыточное давление, Дойдя до края электродов 3 и 4 дуга изгибается в сторону основного разрядного промежутка, заполняя его высокоионизированной плазмой, что и вызывает в конечном итоге пробой основного промежутка. Скорость
"выдувания" поджигающий дуги под действием собственного магнитного поля и избыточного давления весьма значительна (достигает единиц километров в секунду) благодаря чему существенно улучшаются временные характеристики разрядника, а эроэионный износ электродов 3, 4, 5 незначителен, эа счет чего заметно повышается срок службы разрядника.
8 таблице приведены результаты измерения быстродействия ts и стабильности включения Оз заявляемого разрядника и его прототипа. Испытываемые разрядники коммутировали в режиме короткого замыкания накопительный конденсатор емкостью
48 мкФ, эаряжаемыйдо напряжения 12 кВ.
Из табл.1 следует, что заявляемый управляемый плазменный разрядник имеет в
1,6 — 3 раза лучшие временные характеристики по сравнению с разрядником прототипом.
Таким образом, как показали проведенные испытания, заявляемый управляемый плазменный разрядник имеет в 1,6 — 3 раза лучшие временные характеристики, чем разрядник прототип, что позволяет ис20 пользовать заявляемый разрядник в высоковольтной импульсной технике микросекундного диапазона, требующей высоких временных характеристик в широком диапазоне изменения рабочего напря25 жения.
Формула изобретения
Управляемый плазменный разрядник, содержащий два противостоящих основных электрода, один иэ которых выполнен с про30 дальным отверстием, в котором установлен генератор плазмы, выполненный в виде двух поджигающих электродов, образующих поджигающий искровой промежуток, подключенный к блоку поджига, отл и ч а ю-, 35 шийся тем, что, с целью улучшения вре- менных характеристик, поджигающие электроды выполнены в виде притяженных плоских пластин, которые расположены параллельно друг другу на противопостоящих
40 плоских гранях внутренней боковой поверхности дополнительно введенной диэлектрической втулки, выполненной с глухим продольным осевым отверстием прямоугольного профиля, вход которого обращен
45 в промежуток между основными электродами, причем по крайней мере один из поджигающих электродов выполнен с разрядообразующим выступом, расположенным на участке рабочей поверхности
50 электрода вблизи дна диэлектрической втулки.
1818650
BadA
Составитель Н. Капишников
Техред М. Моргентал Корректор С, Пекарь
Редактор
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 1939 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5
