Управляемый разрядник

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 200776 (21) 2388543/24-07с присоединением заявки йо(53)М, Кл,з Н 01 Т 5/00 Государственный комитет ССС Р. ло делам изобретений и открытий(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ РАЗРЯДНИК Изобретение относится к электрофизике, а именно к конструкциям сильноточных разрядников и может быть использовано для высокоскоростного включения импульсных накопителей (емкостных, индуктивных, взрывных и т,д,) энергии на нагрузку в электрофизических установках, предназначенных для получения сверхсильных магнитных полей, формообразования металлов в электротехнике.По основному авт. св, Р 527786 известен управляемый разрядник,.содержащий токоподводящие шины, два основных электрода и один управляющий, расположенный между основными, диэлектрик и канал инициирующего импульса, например кабель, подключенный одним полюсом к управляющему электроду, в котором для уменьшения индуктивности, расширения диапазона управляемости и увеличения пропускной способности по току, электроды разрядника размещены на одной стороне поверхности диэлектрика, с толщиной меньшей, чем минимальные расстояния между электродами, а противоположная сторона поверхности диэлектрика снабжена токопроводом, электрически соединенным с одним из основных электродов и другим полюсом канала инициирующего импульса, Такая конструкция разрядника с электродами, протяженными вдоль поверхности диэлектрика в направлении, перпендикулярном направлению тока, дает возможность сформировать многоканальный скользящий разряд, переходящий в плазменный слой между электродами вдоль всего периметра электродов.Благодаря малой толщине диэлектрика, между слоем разрядной плазмы и обратным токопроводом обеспечивается резкое снижение индуктивности разрядника. Развитие разряда с протяженной плоской поверхности электрода обеспечивает малые плотности тока на электроде, высокую эрозионную стойкость электродов и диэлектрика и, соответственно, высокую пропускную способность, Разрядник имеет мак" снмальный диапазон управляемости по напряжению и высокую точность синхронизации.Недостаток этого разрядника проявляется при использовании его в режиме многократной коммутации тока с линейной плотностью 50 кА/см и более. Если в качестве диэлектрика, по которому развивается многоканальныйразряд, используется оргстекло, стеклотекстолит, полиэтилен или иной органический диэлектрик, то после нескольких сотен коммутаций мегаамперного .тока поверхностный слой диэлектрика, контактирующего с плазмой разрушается, что затрудняет формирование многоканального скользящего разряда. Протекание большого тока по уменьшенному числу каналов вызывает рост динамических нагрузок на диэлектрик и разрушает его.Цель изобретения - повышение надежности многоканального срабатывания и срока службы.Это достигается тем, что в иэ" вестном управляемом разряднике содержащем токоподводящие шины, два основных электрода и один управляющий, расположенный между основными, диэлектрик и канал инициирующего импульса, например кабель, подключенный одним полюсом к управляющему электроду, электроды которого размещены на одной стороне поверхности диэлектрика, с толщиной меньшей чем минимальные расстояния между электродами, а противоположная сторона поверхности диэлектрика снабжена токопроводом, электрически соединенным с одним из основных электродов и другим полюсом канала инициирующего импульса, согласно данному изобретению, диэлектрик снабжен слоем вещества на рабочей поверхности, содержащего нитрид бора, например эпоксидной смолы с отвердителем и пластификатором, смешанной с мелкодисперсным порошком нитрида бора в весовом соотношении вес/ч:Эпоксидная смола сотвердителем и пластификатором 5 вес,ч.Нитрид бора 1 вес.ч.Упомянутый защитный слой является диэлектриком с высоким поверхностным сопротивлением порядка 109 ом/см . Он обладает высокой стойкостью при импульсном кратковременном контакте с плазмой высокотемпературного искрового скользящего: разряда, коммутирующего ток длительностью 10-100 мкс В качестве основного диэлектрика, на который наносится защитный слой, целесообразно использовать стекло- текстолит марки СТЭФ, так как защитный слой, выполненный на основе эпоксидной смолы и эпоксидная смола, пропитывающая стеклоткань стекло- текстолита, склеиваются с высокой механической прочностью, и создают композицию, обладающую повышенной стойкостью к динамическим нагрузкам, создаваемым ударными волнами мегаамперного разряда. На фиг. 1 представлен предлагаемый управляемый разрядник с многоканальным пробоем по поверхности диэлектрика, в разрезе; на фиг, 2вид этого разрядника, сверху.Разрядник содержит два основныхэлектрода 1 и 2 в виде полос, междукоторыми расположен управляющийэлектрод 3 такой же конфигурации,обратный токопровод 4, отделенный отосновных и управляющего электродовдиэлектриком 5, содержащим на рабочей поверхности, на которой расположены электроды и по которой развивается скользящий многоканальныйразряд, слой 6 вещества, защищающегодиэлектрик 5 от разрушения, источник7 питания, подключенный к одному иэосновных электродов 1 и обратному15 токопроводу 4, нагрузку 8, подключенную к другому основному электроду2 и обратному токопроводу 4 и кабель9 инициирующего импульса, соединенный с управляющим электродом 3.Щ Предлагаемый разрядник работаетследующим образом.Импульс инициирующего разряда подается на управляющий электрод 3,от которого по направлению к основным электродам 1 и 2 развивается сетка каналов скользящего разряда. Каналы скользящего разряда развиваются от управляющего электрода 3 поПоверхности диэлектрика 5, покрытогозащитным слоем 6 вещества, содержащего нитрид бора, напримерслоем эпоксидной смолы, смешанйойс мелкодисперсным порошком нитрида бора в весовой пропорции 5:1,После завершения прорастания каЗ 5 налов скользящего разряда на основные электроды последние оказываютсязамкнутыми и по сетке каналов идетток разряда основного контура. За"щитный слой предохраняет диэлектрик,40 по которому развивается скользящийразряд, от испарения под воздействиемплазмы, обеспечивая коммутацию 500разрядов с линейной плотностью токаоколо 50 кА/см, т.е. увеличивая чис 4 ло коммутируемых импульсов аппо сравнению со 100-150 импульсами в разряднике без покрытия),Повышение стойкости диэлектрикапри коммутации разрядником больших5 О импульсных токов может быть достигнуто не только нанесением на его поверхность защитного слоя, но и добавлением нитрида бора в состав самойэпоксидной смолы при изготовлениистеклотекстолита. При этом сохраняется основной отличительный признакпредлагаемого изобретения: наличиена поверхности диэлектрика контактирующего с плазмой слоя вещества,содержащего нитрид бора и повышаю 60 щего эрозионную стойкость диэлектрика,Однако сам диэлектрик в этом случае будетболее монолитным и при испарении участков, прилегающих к его поверхности, диэлектрик сохранит работоспособностьТакой диэлектрик866626 Фиг, г Составитель Е. БочкоТехред Т.Маточка Редактор Л. Шанд оррект ини к аказ 8088/74 Тираж 637НИИПИ Государственного по делам изобретений и 35, Москва, Ж, Раушс Подписное омитета СССР открытий ая наб., д, 4/илиал ППП 1 Патент, г, Ужгород, ул, Проектна можно использовать в конструкцияхсо значительно большим сроком службыи при токовых нагрузках превышающих50 кА/см,Формула изобретенияУправляемый разрядник по авт. св.Р 527786, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности многоканального срабатыванияи срока службы, диэлектрик снабженслоем вещества на, рабочей поверхности, содержащего нитрид бора, например эпоксидной смолы с отвердителем и пластиФикатором, смешаннойс мелкодисперсным.порошком нитридабора в весовом соотношении 5;1.