Управляемый плазменный разрядник

(71) Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом институте им, С.М.Кирова(56) Авторское свидетельство СССР В 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 заднег фронта импульса высокого напряжения и в схемах защиты радиотехнической и электрофизической аппаратуры от перенапряжений,Целью настоящего изобретения является улучшение временных характеристикплазменного разрядника.На приведенном чертеже(фиг.1) показана конструкция управляемого плазменногоразрядника. На фиг,2 приведен чертеж основного электрода, в продольном отверстиикоторого 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(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ПЛАЗМЕННЫЙ РАЗРЯДНИК(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,Ъход которого обращен в сторону промежутка между основными электродами, На удаленном от основного разрядного промежутка конце пластинчатых электродов 3 и 4 расположе-. ны дополнительные электроды 5 диаметром 0,4 см, изготовленные из эрозионностойкого материала эльконайта (70;6 В/+ 30 Сц). 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 зазорыподбираются 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 промежутка1 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 Оз амплитудой 6 - 15 кВ напряжение Оз 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 Оп полярность Оп 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 повышаетсясрок службы разрядника.В таблице приведены результаты измерения быстродействия 1 з и стабильности5 включения оз заявляемого разрядника иего прототипа, Испытываемые разрядникикоммутировали в режиме короткого замыкания накопительный конденсатор емкостью48 мкф, эаряжаемыйдо напряжения 12 кВ.10Из табл.1 следует, что заявляемый управляемый плазменный разрядник имеет в1,6 - 3 раза лучшие временные характеристики по сравнению с разрядником прототипом,Таким образом, как показали проведенные испытания, заявляемый управляемый плазменный разрядник имеет в 1,6 - 3раза лучшие временные характеристики,чем разрядник прототип, что позволяет ис 20 пользовать заявляемый разрядник в высоковольтной импульсной техникемикросекундного диапазона, требующейвысоких временных характеристик в широком диапазоне изменения рабочего напря 25 жения.Формула изобретенияУправляемый плазменный разрядник,содержащий два противостоящих основныхэлектрода, один иэ которых выполнен с про 30 дальным отверстием, в котором установленгенератор плазмы, выполненный в видедвух поджигающих электродов, образующих поджигающий искровой промежуток,подключенный к блоку поджига, отл и ч а ю-,35 щ и й с я тем, что, с целью улучшения вре-менных характеристик, поджигающие электроды выполнены в виде притяженныхплоских пластин, которые расположены параллельно друг другу на противопостоящих40 плоских гранях внутренней боковой поверхности дополнительно введенной диэлектрической втулки, выполненной с глухимпродольным осевым отверстием прямоугольного профиля, вход которого обращен45 в промежуто между основными электродами, причем по крайней мере один из поджигающих электродов выполнен сразрядообразующим выступом, расположенным на участке рабочей поверхности50 электрода вблизи дна диэлектрическойвтулки.1818650 А оставитель Н. Капишниковехред М. Моргентал Корр С, Пека едактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгор Гагарина,аз 1939 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва,Ж, Раушская наб., 4/5