Вакуумный разрядник

О П И С А Н И Е 378995

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сова Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №

Заявлено 12.Ч11.1971 (№ 1680207/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 18.1К1973. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 15.VI II.1973

М. Кл. Н 01j 17/46

Н Olt 5/04

Комитет по делам иаооретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.316.933(088.8) Автор изобретения

П. Н. Дащук

Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина

Заявитель

ВАКУУМНЫЙ РАЗРЯДНИК

Изобретение относится к коммутирующим устройствам и может быть использовано при создании емкости ых накопителей энергии электрофизических установок. В современных емкостных накопителях энергии в качестве коммутирующих устройств, отделяющих нагрузку от батареи в процессе ее заряда и соединяющих их в нужный момент, используются управляемые разрядники. Одним из таких коммутаторов является вакуумный разрядник, способный коммутировать импульсные токи до 3.10 а и более.

Известен вакуумный разрядник, содержащий катод и анод, между которыми расположена диэлектрическая прокладка, образующая разрядную камеру, поджигающие электроды и систему откачки. Срабатывание разрядника вызывается подачей на поджигающие электроды управляющих импульсов. Вакуумные разрядники обладают рядом преимуществ: малой собственной индуктивностью, большой пропускной способностью по току, широким диапазоном управляемости по напряжению, бесшумностью действия. Одна. ко при необходимости многократно (10 —

104 раз) коммутировать большие токи со значительной длительностью, равной 100 мксек и более, выявляется следующее. Электрическая прочность разрядника определяется разрядными напря>кениями по внутренней и наружной поверхностям изоляции. Чтобы увеличить электрическую прочность внешней поверхности, ее специально развивают с помощью кольцевых выемок, барьеров и т. п. Во внутривакуумной изоляции основную роль играет способность изоляции сохранять свои изоляционные свойства после прохо>кдения большого тока, которое сопровождается большим газовыделением с поверхности диэлект10 рика. После протекания коммутированных больших токов на поверхности электродов появляются неровности и при последующем подъеме напряжения с микровыступов на катоде начинается автоэлектронная эмиссия.

15 Электронные пучки, бомбардируя поверхность диэлектрика, приводят к самопроизвольным срабатываниям разрядника при напряжениях, значительно ниже рабочего, Таким образом, электрическая прочность изоляции снижает20 ся, и восстановить ее трудно даже путем повторной длительной откачки и тренировки напряжением.

Целью изобретения является увеличение электрической прочности внутривакуумной

25 изоляции и уменьшение вероятности неуправляемых срабатываний.

Для этого внутренняя поверхность диэлектрической прокладки выполнена наклонной, образуя разрядную камеру, которая расши30 ряется в сторону анода.

Такой наклон внутренних стенок диэлектрика уменьшает вероятность попадания эмиттированных электронов с катода на изоляцию, уменьшается вероятность ионизации газа, абсорбированного поверхностью диэлектрика, уменьшается число неуправляемых срабатываний разрядника и значительно повышается электрическая прочность диэлектрика.

На чертеже схематически показан предлагаемый разрядник и проиллюстрирован процесс автоэлектронной эмиссии с микровыступом на катоде.

Предлагаемый разрядник имеет анод 1 и катод 2, образующие разрядную камеру 8, например, из оргстекла и систему 4 откачки. К рабочему зазору камеры прикладывается коммутируемое напряжение. Внутренняя поверхность диэлектрика разрядной камеры наклонена под тупым углом к отрицательному электроду. Поджигающие электроды 5 служат для запуска разрядника в заданный момент времени.

В разрядном режиме коммутируемое напряжение приложено к основным электродам.

Для запуска разрядника на поджигающий электрод подается стартовый импульс, который вызывает пробой промежутка между основными электродами и замыкает коммутируемую цепь.

В известных разрядниках механизм процесса самопроизвольного срабатывания разрядника обуславливается автоэлектронной эмиссией из микронеровностей на поверхности ка378995 тода, в результате которой образуются пучки электронов, вылетающих перпендикулярно поверхности катода и ускоряемые электрическим полем. «Электронные лучи», попа5 дая на стенки камеры, ионизируют молекулы абсорбированного газа, в результате чего происходят неуправляемые срабатывания, Если разрядная камера выполнена по предлагаемому изобретению, то вероятность по10 падания на диэлектрик эмиттированных электронов значительно снижается, уменьшается вероятность самопроизвольных срабатываний разрядника и увеличивается электрическая прочность внутривакуумной изоляции.

Предлагаемый вакуумный разрядник отличается от известных тем, что эффект увеличен ия электрической прочности изоляции камеры достигается без введения в разрядник каких-либо дополнительных элементов, делаю20 щих его эксплуатацию дороже и сложнее.

Предмет изобретения

Вакуумный разрядник, содержащий катод и

25 анод, между которыми расположена диэлектрическая прокладка, образующая разрядную камеру, поджигающие электроды и систему откачки, отличающийся тем, что, с целью увеличения электрической прочности внутриЗО вакуумной изоляции и уменьшения вероятности неуправляемых срабатываний, внутренняя поверхность диэлектрической прокладки выполнена наклонной, образуя разрядную камеру, расширяющуюся в сторону анода.

Составитель С. Шутова

Редактор 3. Твердохлебова

Техред Т. Ускова

Корректоры: E. Давыдкина и М, Коробова

Заказ 2095!12 Изд. № 610

Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете

Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2