Газонаполненный разрядник

) Заявлено 07,12,76 21) 2427347/18) М. Кл. Н 011 17/ с присоединением заявкиосударстввнный чомит Совета Министров ССС по делим изобретений и открытий) ГАЗОНАПОЛНЕННЫЙ РАЗРЯДНИ Цельюговеч изобретения являетсясти разрядника и уме увеличспиьшенис его м р вер Изобретение относится к области конструирования мощных, высоковольтных разрядных устройств, работающих при давлениях газа в разрядной камере, соответствующих левой ветви кривой Прошена. Такие устройства находят широкое применение в экспериментальной физике, а также в ряде отраслей промышленности для коммутации больших количеств электрической энергии, накопленной в конденсаторных батареях,Известен газонаполненный разрядник, способный коммутировать большие токи ,11. Однако несмотря на наличие металлического экрана, защищающего изолятор, плазма может взаимодействовать с последним. Поэтому долговечность такого разрядника не высока,Наиболее близким к изобретению техническим решением является газонаполненный разрядник, содержащий электроды, установленные на полых металлических выводах, разделительный изолятор, металлические экраны, закрепленные на изоляторе, и заполненный газом до давления, соответствующего левой ветви кривой Пашена. Указанный разрядник имеет определенный предел долговечности, большой вес, вследствие большого веса объемных металлических экранов, что ухудшает его эксплуатационные характеристики. Достигается это тем, что в газонаполненно азряднике экраны выполнены полыми с от стиями в нижней и верхней частях.На чертеже приведена конструкция предлагаемого газонаполненного разрядника.Газонаполненный разрядник имеет разрядную камеру, состоящую из тороидальной полости 1 и врезанного в нее рабочего зазора 2, который отделяет электрод 3 от электрода 4.Последние закреплены на полых металлических выводах 5 и 6, имеющих вакуумные полости 78. Эти полости соединены отверстиями 9 и с тороидальной полостью 1 и отверстиями 11 5 и 12 с зазором 2. Нечетное число металлических экранов 13 (в данном случае на приведенном рисунке три отдельных экрана) закреплено на сплошных металлических кольцах 14, которые установлены в изоляторе 15.Отверстия 16 в нижней и верхней частяхэкранов соединяют их внутренние полости 17 с вакуумными промежутками 18 и полостями- карманами 19.Металлические кольца 14 установлены наравном расстоянии друг от друга и от металлических выводов 5 и 6. Такое закрепление нечетного числа металлических экранов 13 обеспечивает расположение в центральной части изолятора 15 одного из экранов 13, который находится под напряжением, равным половине приложенного напряжения, и перекрывает заЗор 2 между электродами 3 и 4. Экраны 3 имеют толщину в два-три раза большую, чем высота разделяющего их вакуумного промежутка 18. Вакуумные промежутки 18 между торцами экранов 13 и между торцами и выводами 5 и 6 имеют величину зазора, равную высоте зазора 2 между электродами 3 и 4. Высота зазора 2 выбирается, исходя из величины требуемой электрической прочности, давления и рода газа, заполняющего разрядник.Газонаполненный разрядник работает при давлениях газа, соответствующих левой ветви кривой Пашена.В зависимости от необходимой величины вакуумного промежутка (полостей-карманов) 19, требуемой для надежной зашиты внутренней поверхности изолятора от плазмы разряда, отверстия 16, вьполняемыс в нижней и верхней частях каждого экрана могут быть выполнены либо в торцовых стенках экрана 13, как показано на чертеже, либо несколько смещены от внутренней поверхности изолятора 15 и вьиолнены в боковых стенках экранов 13, противостоящих металлическим стенкам выводов 5 и 6.В газонаполненном разряднике разряд возникает в рабочем зазоре 2 между основными электродами 3 и 4 в результате самопробоя или его инициирования каким-нибудь известным устройством запуска. В момент разряда в рабочем зазоре 2 между электродами 3 и 4 повышается давление газа, возникает ударная волна. Плазма разряда, возникающего в рабочем зазоре 2, через отверстия 11 и 12 устремляется в полости 7 и 8, а также лвижется из рабочего зазора 2 в тороидальную полость 1, налетая на олин из металлических экранов 13 и растекаясь вдоль выводов 5 и 6. Неионизован ный газ торопдальной полости 1 под давлением движущейся плазмы из рабочего зазора 2 устремляется в вакуумные нолости-карманы 19, в которых давление газа повышается, Повышение давления газа в замкнутых полостях-карманах 19 вдоль поверхности изолятора 15 препятствует дальнейшему поступлению в эти области движущейся плазмы разряда. Но при коммутации предельного количества электрической энергии для данного газонаполненного разрядника или несколько большего количества, на которое предназначено данное устройство, нейтральный газ в полостях-карманах 19 может быть сжат до такой степени, что плазма разряда дойдет до поверхности изолятора 15 и вызовет его обгорение и гажение, что в конечном итоге приведет к уменьшению срока службы устройства. Выполнение экранов 13 полыми совместно с исполнением отверстий 16 в нижней и верхней истях каждого экрана 13, которые соединяют полость 1 экранов 3 с тороидальной полостшо 1 разрядной камеры, обеспечивает пезамкпутость полостей 17 в экранах 3, создает дополнительные обьемы низкого давления газа, обсспе швает поступление плазмы в момент разряда в эти дополпитсльные полости 17 низкого давления газа, что уменьшает предельную величину сжатия газа в полостях-карманах 19. Уменьшение предельной величины сжатия газа в полостях-карманах 19 не позволяет нейтральному газу в этих5 полостях сжаться до такой степени, чтобы плазма разряда дошла до стенок изолятора 15, что предотвращает обгорение и гажение изолятора 15, увеличивает долговечность разрядника, позволяет повысить предельную величину 10коммутируемой разрядником электрической энергии без увеличения габаритных размеров разрядника.В зазоре 2 за ударной волной образуетсяобласть разряжения более пониженного давления газа, чем в остальных частях газонаполненного разрядника. В область разряжения зазора 2 через отверстия 11 и 12 из полостей 7 и 8 начинает поступать газ, выравнивая давление в зазоре 2 и полостях 8, 7, Так как давление газа в полостях 7, 8 и 18 меньше, чем в полостях-карманах9, плазма разряда устремляется не в полости-карманы 19 вдоль изолятора 15, где давление газа выше, а через отверстия 9, 1 О и 16 в полости 7, 8 и 17 более низкого давления газа.За ударной волной движущейся плазмы образуется область разряжения в рабочем зазоре 2, а сама же ударная волна движущейся плазмы устремляется в области более низкого давления газа и через отверстия 9, 10 полости 7, 8 и отверстия 11, 12 выталкивает газ снова в центральную часть рабочего зазора, зо обеспечивая разряд носителями тока, уменьшая эрозию электродов 3 и 4, так как при этом имеет место меньшее распыление металла.Выполнение ооъемных металлических экранов полыми и с отверстиями в нижней и верхней частях каждого экрана повышает надежность разрядника, оез увеличения его габаритных размеров способствует увеличению долговечности разрядника и повышению предельной величины электрической энергии, которую еще мог коммутировать разрядник; улучшает 4 О эксплуатационные характеристики устройствав виду уменьшения веса обьемных металлических экранов и позволяет уменьшить расход металла на их изготовление.формула изобретенияГазонаполненный разрядник, содержащийэлектроды, установленные на полых металлических выводах, разделительный изолятор, металлические экраны, закрепленные на изоляторе, и заполненный газом до давления, соответствующего левой ветки кривой Пашена, отяичаюи 1 ийся тем, что, с целью увеличения долговечности разрядника и уменьшения его веса,экраны выполнены полыми с отверстиями в ниж 55 ней и верхней частях,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР304873,кл. Н 01 Л 1/00, 1971.2. Лвторское свидетельство СССР М 455672,6 О кл. Н 01 Л 17/00, 1973,604052 1 7 1 НИИПИ Государственного комитета Совета Министров С по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45