Тригатронный разрядник

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН э аЗсЮ Н 01 Т 3 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ии инст Томском и и орни поли во СССР1978. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ(71) Научно-исследовательстут высоких напряжений приордена Октябрьской Революцдена Трудового Красного Знтехническом институте им,рова(56)1;Авторское свидетельсВ 792391, кл, Н 01 Т 3/00,(54) (57) ТРИГАТРОННЫ 11 РАЗРЯДННК поавт св. В 792391, от л и ч а -ю щ и й с я тем,что, с целью распирения диапазона рабочих напряжений принеизменных временных характеристиках, на торце основного электрода сотверстием установлена дополнительновведенная кольцевая накладка, высотаЬ.1 которой выбрана равной высоте Ьвыступающей части стержня управляющего электрода, а внутренний диаметр01 кольцевой накладки и диаметр 02отверстия в основном электроде выбр1081718 1Изобретение относится к высоко - вольтной импульсной технике,а именно к устройствам формирования высоковольтных импульсов, и может быть использовано в генераторах импульсных напряжений, в сильноточных нано - секундных ускорителях и генераторах . импульсов специальной формы для формирования заднего фронта импульса.По основному авт. св. В 792391 из О вестен тригатронный разрядник,содержащий расположенные внутри корпуса два противостоящих основных электрода, один из которых выполнен с продольным отверстием, в котором ус тановлен управляющий электрод,выполненйый составным в виде полого цилиндрического держателя,в котором расположен с возможностью осевого перемещения токопроводящий стержень, выступающий над рабочей поверхностью основного электрода, причем торец держателя установлен на одном, уровне с рабочей поверхностью основного электрода, а высота Ь выступающей части стержня и диаметр Р стержня выбраны в зависимости от длины д промежутка между основными электродами в следующих соотношениях: 0,10 с -0,15; 0,05-- (0,10 1.1. Зо2Однако,как показали экспериментальные исследования, при работе на постоянном напряжении и на длинных импульсах прямоугольной формы токоповодящий стержень, выступающий над поверхностью основного электрода, приводит к существенному разбросу кап= ряжения неуправляемого пробоя разрядника,что,в конечном итоге, ведет к уменьшению диапазона рабочих кап ряжений за счет снижения верхней границы диапазона до уровня 0,7 от найряжения неуправляемого пробоя при однородном поле в разряднике.Целью изобретения является расширение диапазона рабочих напряже 45 ний при неизменных временных характеристиках тригатронного разрядника.Поставленная цель достигается тем, что в тригатронном разряднике на торце основного. электрода с отверстием установлена дополнительно введенная кольцевая накладка, высота Ь которой выбрана равной высоте Ь выступающей части стержня управляющего электрода, а внутренний диаметр 55 Р 1 кольцевой накладки и диаметр Р 2 отверстия в основном электроде выбра- ны в соотношении 1,2 Р,: Р Я 1,5. 1Благодаря наличию кольцевойнакладки, основные размеры которой выбираются из оптимального соотношения, удается существенно расширить диапазон неперестраиваемой работы раз - рядника без ухудшения временных характеристик,что достигается за счет экранирующего действия кольцевой накладки до подачи управляюцего напряжения и отсутствия экранирования ею токопроводящего стержня при подаче пускового импульса.На чертеже представлена конструктивная схема предлагаемого тригатронного разрядника,Устройство состоит из корпуса 1,в котором установлены два основных электрода 2 и 3 и управляющийэлектрод, выполненный составным в ви.де полого цилиндрического держателя 4, в котором установлен с возможностью осевого перемещения токо -проводяций стержень 5. На торце основного электрода 3, в котором установ -лен составной управляющий электрод,предусмотрена кольцевая накладка 6.Изоляцией в разряднике служит азотпри давлении 4,5 атм либо смесьазота с элегазом при давлении 4 атм(10% элегаза и 90 азота), Электродыразрядника выполнены иэ нержавеющейстали. Токопроводящий стержень из -готовлен из вольфрама, Кольцеваянакладка выполнена из кирита (70%вольфрама и 30 меди). Толщина Ьнакладки 6 равнавысоте Ь выступающей части стержня 5 управляющегоэлектрода, а внутренний диаметр Рнакладки 6 и диаметр Р 2 отверстия восновном электроде 3 выбраны в соот.ношении 1,2 4 Р 1. 01,5.Разрядник работает следующим об -разом.После зарядки накопительногокон-денсатора до номинального напряженияпромежуток между основными электродамю 2 и 3 разрядника оказывается подполным рабочим напряжением, после чего на составной управляющий электродразрядника подается импульс управляющего напряжения, благодаря чему вблизи окончания токопроводяцего стержня5 реализуется существенное усилениеэлектрического поля, Вследствие искажения электрического поля пробивается сначала зазор между токопроводя щим стержнем 5 и основным электродом 2, после чего пробивается зазор между цилиндркческим держателем 4 и ос(0,5-0,9)и(0,5-0,9)1113 (0,5-0,9)ц 12 (0,5-0,9)0 п 12 (О 5-0,8)П 11 11,2 20 1,5 20 1,2 1,7 20 1,2 10 2,0 ВНИИПИ Заказ 1558/48 Тираж 591 Подписноефилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 1081 ионным электродом 3. Кольцевая накладка 6 экранирует токопроводящий стержень 5 до подачи управляющего напряжения, чем обеспечивается квазиоднороцное поле в основном разрядном проме 5 жутке между электродами 2 и 3.Данные, иллюстрирующие влияние тол. щины накладки Ь, на индуктивность Ь разрядника, диапазон рабочих напряжений Я, время запаздывания сраба О тывания 3 и его разброс 6 привеЭ дены в табл.1.Разрядник заполнен азотом.Длина межэлектродного зазора 4-6 мм,напряжение самопробоя приблизительно 60 кВ, 0,1. 0 = 1,2.Из табл,1 следует, что минимальная индуктивность и максимальный диапазон рабочих напряжений без ухуд.шения временных характеристик разряд ника имеют место при Ь/Ь 1 При Ь.1/Ь Ъ 1 существенно возрастают и 6 за счет экранирования кольце 3вой накладной токопроводящего стержня 5 при подачи импульса управляющего напряженияРезультаты .Д ,З и Й в зависимости от соотношения внутреннего ди, аметра 01 кольцевой накладки 6 и диа)г 718 4метра 02 отверстия в основном электроде 3 приведены в табл.2.Разрядник заполнен азотом. Длина межэлектродного зазора 4-5 мм.Из табл.2 видно,что наименьшееи наибольшийпри наилучших временных характеристиках имеют место при выполнении соотношения 1,20 :01 г1,5. При О.: 0 ( 1,2 за счет экранирования кольцевой накладкой 6 токопроводящего стержня 5 при подаче им, пульса управляющего напряжения ухудшаются временные характеристики срабатывания .При П,: Эг) 1,5 ухудшаютсяи Я за счет уменьшения экранирующего действия кольцевой накладки 6 без приложения импульса управляющего напряжения к управляющему электродуПредлагаемый тригатронный разрядник обеспечивает расширение диапа - зона рабочих напряжений почти в 1,5 раза. При этом по временным характеристикам предлагаемый разрядник практически не уступает известному, что делает весьма перспективным его применение в высоковольтных импульсных устройствах с малой длительностью фронта импульса.