Управляемый разрядник

Союз Советскик Социалистическик РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ пп 851578 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 250679 (21) 2803863/24-07с присоединением заявки Нов(51)М. Кл. Н 01 Т 1/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий) Заявите итут ядерной Физики Сибирского отд 4 ления " АН СССР(54) УПРАВЛЯЕМЫ РЯДНИ 10 Изобретение относится к электротехнике и предназначено для быстрой коммутации электрической энергии из высоковольтных источников на нагрузку, в частности, в схемах формирования высоковольтных импульсов с крутым (наносекундным) фронтом и может быть использовано в различных областях экспериментальной физики и техники.Известен управляемый вакуумный разрядник, содержащий вакуумную камеру, два изолированных друг от друга основных электрода, цилиндрический диэлектрический экран, расположенный между электродами и изготовленный из диэлектрика с повышенной газо- генерирующей способностью, и поджигающий электрод, установленный на одном из основных электродов11.20Недостатком этого разрядника является ограничение его функциональных возможностей вследствие электри- ческой связи поджигающего устройства с одним из основных электродов,Наиболее близким к предлагаемому является управляемый разрядник, содержащий два .электрода, расположенные в разрядной камере с окном для ввода инициирующего пробой. излучения и ус 2тановленный изолированно от электродов источник ультрафиолетового излучения, подсоединенный к окну разрядной камеры. В этом разряднике обеспечена электрическая развязка основной разрядной цепи и блока поджига, выполненного в виде источника ультраФиолетового излучения, за счет чего значительно расширены его функциональные возможности21.Однако этот разрядник обладает относительно высокими временем запаздывания срабатывания и его разбросом.Цель изобретения - повышение ста" бильности и уменьшение времени запаздывания срабатывания.Указанная цель достигается тем, что управляемый разрядник, содержащий два электрода, расположенные в разрядной камере с окном для ввода инициирующего пробой излучения и источник ультрафиолетового излучения, подсоединенный к окну разрядной камеры, снабжен диэлектрической газо- генерирующей цилиндрической вставкой, которая установлена между электродами, боковая поверхность вставки выполнена с кольцевой угловой канавкой с прямым углом раствора, сиьметоичной относительно средней поперечуной плоскости сечения вставки, разрядная камера откачана до вакуума, а ее. окно выполнено сквозным и распОложено напротив канавки вставки,Источник ультрафиолетового излучения, который электрически изолирован от разрядных электродов распола 5 Ьается от них на большом по сравнению с межэлектродным зазором расстоянии, достаточном для устранения электри- ческой связи между ними в момент пробоя и после него, а на линии пря мой видимости между источником излучения и облучаемой им поверхностью диэлектрической межэлектродной вставки отсутствует какая-либо среда, эффективно поглощая вакуумное ультра фиолетовое излучение. Вставка изготавливается из диэлектрика с высоким поверхностным сопротивлением и повышенной газогенерирующей способностью, Для повышения чувствительности к вакуумному ультрафиолетовому излучению, что ведет к достижению минимальных задержек срабатывания и их разброса, диэлектрическая вставка имеет со стороны облучения углубление, выполненное для вставки с осеьой симметрией н виде угловой кольцевой канавки с углом, близким к 90 о.На чертеже представлен предлагаемый разрядник, общий вид с частичный разрезом.ЗОРазрядник имеет коаксиальную конструкцию, согласованную.по волновому сопротивлению с Формирующим и нагрузочным Фидерами. Основной несущий элемент конструкции - разрядная каме ра 1 представляет собой цилиндрический вакуумный объем,к которому ваку- умно плотно крепятся коаксиальные вводы 2,откачной вакуумный агрегат 3 и источйик 4 ультрафиолетового излу- фо чения (показанный схематично, поскольку им может являться любой из известных источников вакуумного ультрафиолетового излучения) . Минимальное расстояние от источника излучения до разрядного промежутка выбирается таким, чтобы исключить возможность пробоя с высоковольтного электрода на источник. Между разрядными электродами 5, механически укрепленными на внутренних проводниках коаксиальных вводов 2 и имеющих с ними электрический контакт, встроена цилиндрическая диэлектрическая вставка б, изготонленная из диэлектрика с повышенной газогенерирующей способностью (органического сФекла, винипласта, эбонита и т.п.) и имеющая симметричную относительно средней поперечной плоскости ее сечения кольцевую угловую канавку с углом раствора, близким к 90 о . Между 40 источником 4 ультрафиолетового излучения и облучаемой им поверхностью диэлектрической вставки б на линии прямой видимости отсутствует какая- либо среда, эффективно поглощающая 65 вакуумное ультрафиолетовое излучение (т,е, оптические окна, пленки, газ). Длина диэлектрической вставки б выбирается из условий обеспечения достаточной электрической прочности межэлектродного зазора при макси-. мальном рабочем напряжении разрядника. Откачка разрядника осуществляется до разрежения, обеспечивающего отсутствие пашеновского пробоя. При необходимости возможна дополнительная откачка источника вакуумного ультрафиолетового излучения.Как показывают эксперименты, при коммутируемых токах до 1 кА (напряжение 10-75 кВ, волновое сопротивление 75 Ом, длительность импульса 60 нс) фронт импульса тока составляет 1 нс. Время запаздывания срабатынания плавно спадает от 70+5 цс при 10 кВ до 30+1 нс при 70 кВ. Рабочий ресурс (1-1,5) 10 ч срабатываний до появления вероятности самопробоя 0,05 при частоте 2 Гц. Область рабочих напряжений занимает диапазон от напряжения самопробоя до 15-20 от этого напряжения без каких-либо перестроек как разрядника, так и системы поджига. В качестве источника вакуумного ультрафиолетового излучения используются: конденсированная искра в вакууме между электродами и разряд по поверхности органического стекла (энергоемкость разрядного конденсатора 0,5 Дж, расположение излучающей искры в 80 см от коммутирующего зазора), импульсная рентгенонская трубка (длительность импульса 40 нс, напряжение 40 кВ, ток 80-90 А) и стационарная рентгеновская трубка (напряжение 2-5 кВ, ток 5- 20 мА, антикатод трубок располагается в 10 см от зазора). В последнем случае разрядник срабатывает с частотой линейно зависящей от интенсивности излучения и меняющейся от единиц до тысячных долей герца. При введении между источником излучения и диэлектрической вставкой любой среды, поглощающей излучение в диапазоне от 1 до1000 А, разрядник перестает срабатывать.Предлагаемый разрядник обладает широкими Функциональными возможностями благодаря электрической развязке между поджигающим устройством и коммутирующими электродами и по своим достоинствам приближается к разряднику с лазерным поджигом, являясь цо сравнению с ним более простым и дешевым,Формула изобретенияУправляемый разрядник, содержащий два электрода, расположенные н разрядной камере с окном для ввода инициирующего пробой излучения и установленный изолированно от электродов ис851578 ль Е. Бочкоабакович Составит Техред М. Ю. Кова выдка орректо едак ираж 634 дарствен м изобретБ,6377/78 ВНИИ п 113035, Подписта СССРрытийб., д. 4/5 Зак Гос дела оскв ого комит ний и отк аушская н илиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная/ 4 гочник ультрафиолетового излучения, подсоединенный к окну разрядной камеры, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения стабильности и уменьшения времени запаздывания срабатывания, он снабжен диэлектрической газогенерирующей цилиндрической вставкой, которая установлена межу электродами, боковая поверхность ставки выполнена с кольцевой угловой канавкой с прямым углом раствора, симметричной относительно средней поперечной плоскости сечения вставки, разрядная камера откачена довакуума, а ее окно выполнено сквозным и расположено напротив канавкивставки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 468327, кл. Н 01 Т 9/00, 1973. 2. Патент Франции Р 2109455,кл. Н 017 17/00, 1971.