Многозазорный разрядник

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 041178 (21) 2682195/18-25с присоединением заявки Мо(51)М. Кл, Н 01 У 17/04 Государственный комитет СССР по делом изобретений и открытий(54) МНОГОЗАВОРНЫЙ РАЗРЯДНИК заполненияльших давлмосфер) длемени комму рный разр ограничив за ку Изобретение относится к газоразрядным приборам и может использоваться, например, для коммутации токовбольшой амплитуды в генераторахвысоковольтных наносекундных импульсов.Известны разрядники, используемыев качестве коммутаторов тока, имеющие два металлических электрода, отстоящих один от другого на опреде Оленном расстоянии, и один или несколько поджигающих электродов (1).Подобные разрядники имеют следующие недостатки:1, Сравнительно небольшой срок 15службы (10 -10 вклбчбний), обуслов-ленный, главным образом, распылением материала электродов из-за искрового характера пробоя промежутков.2. Невысокую предельную рабочую 2 Очастоту включений, ограничиваемуюлокальным перегревом газа в искровыхпромежутках,3. Необходимость разрядника газом при бо ениях 25(порядка десятков ат я обеспечения короткого вр тации (10 З с),Известен много зо ядник,содержащий оболоч ающую ЗО 2 разрядное пространство, и систему металлических электродов, разделенных газовыми промежутками 21, Эта конструкция позволяет получить небольшие времена коммутации при давлениях газа порядка атмосферного.Недостатки разрядника - распыление электродов и перегрев газа - связаны с искровым характером пробоя промежутков, Кроме того, индуктивность искры ограничивает минимальную величину времени коммутации разрядника. Все это снижает предельную частоту включений и срок службы разрядника.Цель изобретения - увеличение предельной рабочей частоты включений и срока службы.Поставленная цель достигается тем, что между металлическими электродами расположены дополнительные электроды из резистивного материала, удельное сопротивление которого выбрано согласно неравенству 020 ( р с с 0,01 -; О 1) в, где 8 - удельное сопротивленйе резистивного материала, Ом.см; р- напряжение пробоя разрядника; Ю - ток разряда; и - число дополнительных резистивных электродов;- толщина резистивного электрода в направлении разряда;Б - площадь рабочего поперечногосечения дополнительного реэистивного электрода.Приведенные граничные условияполучены экспериментально. Они обусловлены тем, что вне обозначенногодиапазона газовый разряд являетсяискровым с присущими ему недостатками: высокой плотностью тока и большой индуктивностью, приводящими кснижению рабочей частоты срабатыванийразрядника,При 5( 20 Ом,см через дополнительный реэистивный электрод начинается каскадный искровой разряд, ПриР(0,01 -0,1) П Я/7 п 1ограничивается разрядный ток, чтоприводит к неоправданным потерями снижению КПД устройства.Введение дополнительных электродов создает условия для диффузногопробоя газовых промежутков. Так какпри этом обеспечивается равномерностьпробоя по всей площади электродов,плотность разрядного тока резкоуменьшается, что существенно снижаетраспыление электродов и увеличиваетсрок службы устройства. Газ в пространствах между электродами нагревается значительно меньше, чем приискровом характере пробоя, что позволяет увеличить рабочую частоту включений. Диффузный характер пробояприводит также к снижению индуктивности разрядника, что уменьшаетвремя коммутации.Предлагаемый разрядник представлен па чертеже.В корпусе 1 разрядника расположены металлические электроды 2-5 ирезистивные электроды б, разделенныеизоляторами . Штуцер 8 предназначендля напуска газа в корпус, Электрод2 служит анодом, электрод 4 - катодом, электрод 5 - поджигающий.Разрядник работает слЕдующимобразом.В исходном положении на анод подано высокое напряжение положительной полярности, После подачи наэлектрод 5 поджигающего импульсанапряжения газовые промежутки междуэлектродами пробиваются, замыкаяцепь электрической схемы.Экспериментально установлено, чтопробой газового промежутка в описанной конструкции в диапазоне давленийот нескольких торр до несколькихатмосфер между металлическими и резистивными электродами носит диффузный характер в отличие от искрового гробоя между металлическимиэлектродами.В экспериментальном образце реэистивные электроды были изготовлены из германия марки ГМО-200 гв диаРветром 20 см, толщиной 2 см. Удель"ное сопротивление германия ГМО-200 гвравно 50 Ом оси.При рс 1 = 40 торрес см (р - давлениегазаразряднике, д - расстояниемежду электродами) амплитуда импульсатока составила 5 ка при длительностиимпульса тока 10 с.Испытания показали, что благодаряравномерности пробоя по всей площадиэлектродов резко уменьшается плотность разоядного тока. При указанныхпараметрах разряда плотность токаЬси4 в , в то вгемя как при искровом пробое при диаметре искры0,2 см1 б .В предложенном разряднике резкоснижается распыление электродов, поэтому увеличивается срок его службы, 20 Значительное уменьшение нагрева газа в промежутках позволяет увеличивать рабочую частоту включений.Время коммутации также уменьшается за счет уменьшения индуктивнос ти разрядника в результате равномер"ного распределения разряда по плошади электродов.Формула изобретенияИногозазорный разрядник, содержащий оболочку, ограничивающую разрядное пространство, и систему металлических электродов, разделенных газовыми промежутками, о т л и ч а юш н й с я тем, что, с целью увеличения предельной рабочей частоты включений и срока службы, между металлическими электродами расположены до 4 О полнительные электроды иэ резистивногоматериала, удельное сОпротивлениекоторого выбрано согласно неравенству; , Опя 5( Р ( (0,1-;0,1)где о - удельное сопротивление резистивного материала;П - напряжение пробоя разрядОрника;- ток разряда;50и - число дополнительных резистивных электродов;- толщина резистивногоэлектрода;Я - плошадь рабочего поперечного сечения дополнительных резистивных электродов.Источники информации,принятые вб внимание при экспертизе1. Киселев Ю,В,. и др. Искровые разрядники, М., Советское радио,Щ 197 б, с. 39-55.2. Авторское свидетельство СССР9 184342, кл. Н 01 Л 17/04, опублик.1965 (прототип),дписноеССР 4/5 Филиал ПЛЛ Патент, г,Ужгород, ул.Проектная,Закаэ 3212/50 Тираж 844 ЦНИИПИ Государственного по делам иэобретений 113035, Москва, Ж, Рауш