Вакуумный разрядник

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 120 Т 2/00 РЕТЕНИЯ ПИСАНИ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ки. Соект- опидни.869. /00,1 зсо 1 ега - 463 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕНТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт сильноточной электронСО АН СССР(56) Ковалев В. П. и др, ИГУР- - элронный ускоритель с индиктивным нактелем энергии и взрывающимися провоками. ЖТФ, 1981, т. 51, вып. 9, с, 1865 - 1Патент ФРГ1950090, кл. Н О Т 31973,Т, Н. Маг 1 и, й; 5, СагЕ, РаБед Мвесопд НдЬ-.Епегду Е 1 ес 1 гоп Веат-дод1 ог йеч Яс 1 1 пзгшп ч. 47,4, 4601976.(57) Изобретение относится к сильноточнойимпульсной технике. Цель изобретенияувеличение. скорости коммутации ресурсаработы и уменьшение габаритов. Разрядниксодержит катод 1, анод 2, между которымирасположены изоляционные слои 3, разделенные электропроводящими прокладками 4.На электропроводящих прокладках с: вакуумной стороны установлены цилиндрические электроды 5, образующие разрядные.промежутки,ил. 1 табл.Изобретение относится к сильноточной импульсной технике, в частности к искровым разрядникам и может быть использованодля создания сильноточных импульсных ускорителей, мощных лазеров, генераторов СВЧ-излучения и в других сильноточныхприборах, в которых требуется сформировать импульсы напряжения и тока с короткойдлительностью фронтов,Целью изобретения является увеличениескорости коммутации, ресурса работы и Оуменьшение габаритов вакуумного разрядника.На чертеже представлен вакуумный разрядник (продольный осевой разрез),Вакуумный разрядник состоит из аксиально установленных катода 1 и анода 2, разделенных изолятором, выполненным из чередующихся диэлектрических колец 3 и токопррводящих прокладок 4. Диэлектрическиекольца 3 имеют коническую внутреннююбоковую поверхность, диа метр которой 20уменьшается в направлении от анода 2 к катоду 1. Токопроводящие прокладки 4 выполнены в виде, колец с цилиндрическимибортиками 5 со стороны отверстия, направленными в сторону катода 1. На поверхностианода 2 установлен цилиндр б, Катод 1,цилиндрические бортики 5 прокладок 4 и цилиндр 6 анода 2 образуют ряд последовательно расположенных разрядных промежутков, величина Й которых, а также высота И диэлектрических колец 3 изолятора и разность М между меньшим радиусом отверс.тий диэлектрических колец 3 и внешнимирадиусами цилиндрических бортиков 5 про- кладок 4 изолятора.или внешним радиусом цилиндра б анода 2 выбраны в соответствии.с соотношениямий=(0,25 - 0,4)И, ЛЯ=(0,15 - О,З)д.Разрядник работает следующим образом.К катоду 1 прикладывается высоковольтный импульс напряжения. При этом происходит распределение напряжения между 40 прокладками 4 изолятора. При достижении определенного уровня напряжения начинается эмиссия электронов с отрицательно заряженных электродов, В основном она идет из тройной точки (отрицательный электрод - вакуумдиэлектрик) .Одновременно под действием электрического поля и бомбардировки частицами с. внутренней поверхностиизоляционных колец 3 слетает облако адсорбированного газа.Через некоторое время происходит ионизация газа электронами и создаются условия для пробоя разрядного промежутка, Благодаря большому числу носителей разряд носит диффузный характер. За счет большого количества каналов энергия, приходящаяся на один канал, мала, поэтому эрозия элект родов незначительна. Наличие большого числа каналов и небольшое расстояние между электродами обусловливают малые потери на индуктивном и активном сопротив. лен иях разрядных промежутков, а также эффективный токоотбор, что и приводит к увеличению скорости коммутации,Для определения геометрических размеров цилиндрических бортиков 5 и цилиндра б позволяющих получить максимальные ско-рости коммутации и повысить уровни коммутируемых напряжений, были проведены эксперименты с разрядником, оаботающим в режиме среза напряжения.Результаты испытания разрядника в этом режиме приведены в таблице. Скорость коммутации рассчитьвалась для уровней (0,в 0,9)(4, где У - коммутируемое напряжение.В таблице даны значения скорости коммутации (4(4 10В св числителе и напряжения коммутации У 010В) в знаменателе для различных отношений ЛЯ/д и Ь/й при 0=30 мм,Из таблицы видно, что при ЛЙ/д.0,15 средняя скорость коммутации для большинства экспериментов увеличивается, однако коммутируемое напряжение уменьшается по сравнению с разрядником без цилиндрических бортиков, что при тех же уровнях напряжения должно привести к увеличению габаритов, поэтому следует выбирать ЛЯ/д) )0,15. При ЛР/д)0,27 влияние цилиндрических бортиков на уровень коммутируемого напряжения становится незначительным при некотором (до 20 Я) возрастании скорости коммутации, поэтому для выполнения условий уменьшения габаритов и повышения скорости коммутации величину М необходимо выбирать из соотношения М=(0,15 -- С,З)д. Руководствуясь теми же соображениями, определяем величину 6, 6=(0,25 -- 0,4)с.При выполнении обоих соотношений й=(0,25 - 0,4)д;М=-(0,15 - 0,3)с,величина среднего коммутируемого напряжении возрастает на 10 - ЗОЯ, а средняя скорость коммутации на 25 - 60 Я. Были проведены также испытания пятисекционного разрядника в режиме среза напряжения, в котором высота каждого изоляционного слоя ЗО мм. Уровень напряжений на разряднике (1,6 - 1,8) 10 В, коммутируемый ток до 5 10 А. При этом средняя скорость коммутации составляла до 210" В/с, что в -30 раз выше по сравнению с прототипом.Формула изобретенияВакуумный разрядник, содержащий аксиально установленные анод, и катодразделенные цилиндрическим изолятором, выполненным в виде чередующихся токопроводящих прокладок и диэлектрических колец, выполненных с конической внутренней боковой поверхностью; диаметр которой0 44 А 251 0 580 0 510 2. 250 245 0 58 459 Без цил электро уменьшается в направлении от анода к катоду, отличающийся тем, что, с целью уве. личения скорости коммутации, ресурса раба. ты и уменьшения габаритов, анод снабжен установленным на его поверхности токопроводящим цилиндром, а указанные токопроводящие прокладки изолятора выполнены в виде колец с цилиндрическими бортиками со стороны отверстия, направленными в сторону катода, причем катод, токопроводящие прокладки изолятора и цилиндр анода обниипи Заказ 3324роизводственно-полнграфическо разуют ряд последовательно расположенных разрядных промежутков, величина Ь которых, а также высота И диэлектрических ко. лец изолятора и разность ЛЯ между мень-. шим радиусом отверстий диэлектрических колец и внешними радиусами цилиндрических бортиков токопроводящих прокладок изолятора или внешним радиусом цилиндра анода выбраны в соответствии с соотношениямиЛ =(0,25 - 0,4)сК, М=(0,15 - 0,3)И Тираж 343 Подписноеедприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4