Искровой разрядник

Со 4 оз СоветскихСоцивлистическихРеспублик 738021 О П И Н-М Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Дополнительное к авт. 20/24-07 1) М. 22) Заявлено 04.04.77 (21) 24присоединением заявки-01 Т 1/00 Государственный комитет СССРвано 30.05.80,: Ь бликования опис публ о делам изобретений и открытий. К. Капишников, В, М. М и В Я Ушако Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском рдена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте имени С. М. Кирова 1) Заявитель 4) ИСКРОВОЙ РАЗРЯ Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к устройствам формирования прямоугольных импульсов и может быть использовано в сильно- точных наносекундных ускорителях.Известны искровые разрядники, содержащие два электрода, торцовая поверхность одногоиз которых покрыта слоем вещества, обладающего высокой термо-электронной эмиссией, что способствует улучшению стабильности срабатывания разрядников с газовым наполнением (1.Наиболее близким из известных технических решений к данному предложению является искровой разрядник, содержащий расположенные в диэлектрической среде противостоящие электроды, поле между которыми слабонеоднородно, и элемент иницирования пробоя, путем локального искажения поля, расположенный на торце одного из электродов (2.В указанном разряднике элемент инициирования пробоя выполнен в виде металлического кольца с острой кромкой, выступающей за пределы торцовой поверхности электрода. Усиление поля на кромках указанного кольца приводит к возникновению с них коронного разряда и интенсивную подсветку разрядного промежутка. Срок службы разрядника велик так как основной разряд не затрагивает острых кромок колец.Общий недостаток всех вышеуказанныхразрядников, сдерживающий их применение в высоковольтных наносекундных генераторах и ускорителях, состоит в том, что при использовании диэлектрических жидкостей например, трансформаторного масла или очищенной воды, указанные выше способы улучо шения стабильности работы разрядникамалоэффективны. Это объясняется не только различием в механизме зажигания разряда в этих средах, но и обусловлено малой длиной свободного пробега электронов и интенсивным поглощением излучений в жидких диэлектриках.Целью настоящего изобретения являетсяповышение стабильности срабатывания в жидких средах,Указанная цель достигается тем, что вискровом разряднике элемент иницйирования пробоя выполнен из твердого диэлектрика, причем диэлектрическая проницаемость (е ) его отличается от диэлектрической проницаемости среды. Работа предло3женного устройства основана на принципе искажения поля, обусловлейном сочетанием, по крайней мере, двух изолирующих сред с различными диэлектрическими проницаемостями.На чертеже изображен искровой разрядник, состоящий из корпуса 1, в котором расположены два электрода 2, 3, являющиеся конструктивными элементами накопителя энергии. Изоляционный элемент инициирования пробоя 4 представляет собой слой или вставку, изготовленную из полиэтилена и выполненную в виде кольца, и установлен на аноде. В качестве диэлектрической среды в разряднике используется очищенная вода с удельным сопротивлением - 10 Ом см и диэлектрической проницаемостью ( 6 801 Полиэтилен выбран из условия стойкости к ударным нагрузкам и малого значения диэлектрической проницаемости ( 6 - 2,2),Работа разрядника осуществляется следующим образом,При зарядке накопителя энергии, например, от высоковольтного импульсного генератора, собранного по схеме АкадьеваМаркса, потенциал на высоковольтном электроде 2 возрастает до значения, определяемого электрической прочностью изоляционной среды разрядника (очищенной воды).Одновременно вблизи противоположного " " " электрода с вставкой или слоем из диэлектрика; на границе раздела вода - твердый диэлектрик происходит искажение (локальное усиление) поля и, тем самым, стабилйзируется процесс зажигания разряда. После срабатывания разрядника, как правило, инициирование разряда осуществляется с другой точки, что способствует равномерной эрозии электрода. Кроме того, вставка, например, в виде кольца способствует. не только равномерной эрозии электродов и увеличению срока службы разрядника, но и создаются условия для многоканальной ком ": мутации, что является особенно важным внизкоомных устройствах, Расстояние между электродами разрядника устанавливалось из условия, чтобы пробой происходил на фронте импульса или в момейт зарядкй линии до максимальной амплитуды зарядного напряжения. Так, например, при пробое промежутка длиной 10 мм времязапаздывания составило 650 нс, среднеквадратич 4ное отклонение времени запаздывания45 нс. При этом отклонение амплитуды импульса тока (режим короткого замыкания)составило 7% при среднем значении 40 кА.После трехсот включений не было отмечено каких-либо изменений в режиме работыразрядника.Таким образом, наличие локальных участков с искажением (усилением) поля в области анода позволяет стабилизировать процесс зажигания разряда и существенно10 улучшить режим работы разрядника, а именно: повышается стабильность срабатывания,кроме того вставка или слой диэлектрика,выполненные в виде кольца, способствуютравномерной эрозии электродов и соответственно, увеличивается число включенийразрядникас повышенной стабильностьюсрабатывания, кроме того, реализуетсярежим многоканальной коммутации. Следует отметить перспективность применениядвухэлектродных разрядников в мегавольтзе ных генераторах и сильноточных ускорителях с водяной изоляцией, а также в импульсных устройствах по электрогидравлической обработке материалов, не требующих жесткой синхронизации, с какими-либодругими установками,2Формула изобретенияИскровой разрядник, содержащий расщ положенные в диэлектрической среде противостоящие электроды, поле между которыми слабо неоднородно, и элемент инициирования пробоя, путем локального искажения поля, расположенный на торце одного из указанных электродов, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности срабатывания в жидких средах; элемент инициирования пробоя выполнен из твердого диэлектрика, причем диэлектрическая проницаемость твердого диэлектрика выбрана отличающейся от диэлектрической проницаемости среды.Источники информации;принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка ФРГ1950090, кл. Н 01 Т 3/001973.45 2. Авторское свидетельство СССР351275, кл. Н 01 Т 1/00, 1971.738021 1 2 Пожо ЦНИИПИпо13035, Милиал ППП Редактор В. ЛевятовЗаказ 2675/32 Составитель Е. БочТехред К, ШуфричТираж 844Государственного ком итетел ам изобретений и открысква, Ж - 35, Раушская наПатентэ, г. Ужгород, ул. оваКорректорПодписноеСССРтий6., д, 4/5Проектная, 4