Искровой разрядник

,",790053 О П И С А И.И,ф И ЗОБ РЕТЕ НИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М.К . Н 01 Т 3/00 Государственный комитет Опубликовано 23,12,80. Бюллетень47Дата опубликования описания 25.12.80по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В. Я. Ушаков, Н. К. Капишников и В. М. Муратов Научно-исследовательский институт высоких напряженийпри Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудовс-о Красного Знамени политехническом институте им. С. М. Кирова(54) ИСКРОВОЙ РАЗРЯДНИК Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к устройствам формирования прямоугольных импульсов, и может быть использовано в сильноточных наносекундных ускорителях.Известны неуправляемые многоканальные разрядники, состоящие из двух электродов, один из которых выполнен в виде пластины, а другой - в виде лезвия, установленного перпендикулярно пластине 1,Однако в виду протяженных размеров лезвия в известных разрядниках не удается реализовать достаточно большой коэффициент усиления поля вблизи этого электода, вследствие чего стабильность разрядника невысока и, как следствие этого, число эффективных каналов, по которым идет коммутация, также невелико.Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является искровой разрядник, содержащий два противостоящих электрода, рабочий торец одного из которых выполнен плоским, а другого - в виде острой кромки с выступами, расположенными на равном расстоянии друг от друга, Выступы имеют форму зазубрин 2. Однако произвольный выбор формывыступов и их расположение на остройкромке не позволяют получить высокуюстабильность срабатывания разрядника.Цель изобретения - повышение стабиль 5 ности срабатывания разрядника и уменьшение длительности фронта формируемогоимпульса,Указанная цель достигается тем, что визвестном разряднике выступы на остройкромке выполнены полукруглой формы, причем радиус закругления выступов К и расстояние 1 т между центрами двух соседнихвыступов выбраны в зависимости от длинымежэлектродного зазора д в соответствиис соотношениями15 0,2( К/д( 0,41,0 И( 1,2.Кроме того, для коммутации коаксиальных формирующих линий с целью уменьшения продольного размера разрядника целесообразно электрод с острой кромкой выполнить в виде полого цилиндра.Благодаря выбору оптимальных параметров К и 1 реализуется близкий к мак-,симальному для подобной конфигурацииразрядного промежутка коэффициент усиления поля, что позволяет уменьшить разброс срабатывания разрядника, увеличить число каналов, по которым идет коммутация и, как следствие этого, уменьшить длительность фронта формируемого импульса. Кроме того, увеличивается срок службы разрядника.На фиг. 1 изображены электроды в двух проекциях; на фиг. 2 - то же (в одной проекции), для коммутации коаксиальных линий.Разрядник состоит из двух противостоящих электродов 1 и 2,Рабочий торец электрода 1 выполнен плоским, а электрода 2 - в виде острой кромки с выступами 3, имеющими форму полукруга. В качестве основной изоляции в разрядниках используется очищенная вода с удельным сопротивлением ггриблизительно 106 Ом см.При коммутации коаксиальных формирующих линий с целью уменьшения характерной длины разрядника электрод 1 выполняется в виде диска (фиг. 2), а электрод 2 в в виде полого цилиндра.Работа разрядника осуществляется следующим образом,При зарядке накопителя энергии от импульсного генератора, собранного, например, по схеме Аркадьева-Маркса, потенциал на высоковольтном электроде (которым может быть как электрод 1, так и электрод 2) возрастает до значения, определяемого электрической прочностью промежутка, причем наличие выступов практическИ не сказывается на прочности разрядного промежутка.При этом вблизи выступов 3 происходит локальное (на вершине выступа) усиление электрического поля. Благодаря тому, что выполняются оптимальные соотношения для радиуса выступов и плотности их расположения на острой кромке, коэффициент усиления поля близок к максимальному, что позволяет повысить стабильность срабатывания разрядника, увеличить число каналов, по которым идет коммутация и, как следствие этого, уменьшить длительность сформированного на нагрузке фронта импульса.Оптимальные условия выбраны, исходяиз того, что радиус выступа определяется из двух противоречивых требований: реализации максимального коэффициента усиления поля и обеспечения достаточно большого срока службы; плотность расположения выступов на острой кромке определяется в основном коэффициентом усиления поля.Значения стабильности срабатыванияи срок службы близки к максимальным, для разрядных промежутков подобной конфигурации имеют место при выполнении соотношений5 02 с 1 04, (К/1,0 ( Ь/с 11,2;где К - радиус выступа;Ь - расстояние между центрами двух соседних выступов;с 1 - длина межэлектродного зазора.Высокая стабильность срабатывания разрядника, в свою очередь, позволяет осуществить коммутацию по нескольким каналам и тем самым уменьшить длительность фронта формируемого импульса.При коммутации коаксиальных формирующих линий острая кромка, выполненная в виде полого цилиндра, позволяет приблизительно в 2 раза уменьшить продольный размер разрядника при всех прочих равных условиях.о Следует отметить перспективность применения таких разрядников в импульсных генераторах и сильноточных ускорителях с водяной изоляцией при времени воздействия напряжения (300 нс,23Формула изобретения 1. Искровой разрядник, содержащийдва противостоящих электрода, рабочий торец одного из которых выполнен плоским,ЗО а другого - в виде острой кромки с выступами, расположенными на равном расстоянии друг от друга, отличающийся тем, что,с целью повышения стабильности срабатывания разрядника и уменьшения длительности фронта формируемого импульса, выс 35тупы на острой кромке вьнолнены полукруглой формы, причем радиус закруглениявыступов К, расстояние Ь между центрамисоседних выступов и длина с 1 выбраны всоотношениях40 0,2(К/с 1( 0,4,1,0( Ь/с 1( 1,2.2. Искровсй разрядник по п. 1, отличающийся тем, что, целью уменьшения продольного размера разрядника, электрод сострой кромкой выполнен в виде полого цилиндра,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Расс 1., Резепс 1 ег Чап, Маг 1 гп Т. Н.1 ЕЕЕ Тгапз, Оп Мпс. Ьс 1. 1975, Ъ. Х 5 - 22,3, р. 979 - 982,2,Маг 1 гп 1. С. Мц 111 сЬаппе 1 бара, 1970,ЯЗВА/1 СМ/703/27, р, 1.ор И. Черный9047/53ВНИИПИпо д113035, МоФилиал ППП СоставителТехред А. БойкТираж 844Государственного колам изобретений иква, Ж - 35, РаушскПатент, г. Ужгород В. Гомзинас Корректор М. ДемчПодписноемитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5ул. Проектная, 4