Газоразрядное устройство

( %У 14ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ СВИД х-токондричесиально 8-21 Бюл. У 28н , Г.К.Найфон одыте с твен 2.14(088.8) Ю.В. и др. Советское раа кровыеоц овыш над го дерке,е свидетельство СССРН 01 3 61/36, 1980 ыполне у циоторойпо гло,8 диа- Е ТВО,ерменей на сте 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОП(РЫТ е 1(54) (57) ГАЗОРАЗРЯДНОЕ УСТРОсодержащее заполненную газомтичную колбу с размещеннымиэлектродами, установленными невых металлических держателя вводах, и нераспыляемыми цили кими газопоглотителями, коакс охватывающими держатели-токов находящимися в тепловом конта ними и выполненными преимущес из спеченного титана, о т л и щ е е с я тем, что, с целью ния стабильности параметров и ности устройства, внутри кажд жателя-токоввода, на его уча охваченном газопоглотителем, на соосная держателю-токовво линдрическая полость, длина составляет 0,2-0,5 длины газ тителя, а диаметр равен 0,5- метра держателя-токоввода.1 1105Изобретение относится к конструкциям газоразрядных устройств и может быть использовано для защиты электрических цепей и элементов аппаратуры от воздействия опасных перенапряжений в газоразрядных лампах и устройствах для исследования свойств газового разряда.Известно газоразрядное устройство, содержащее герметичную колбу, запол ненную рабочим газом, в которой на определенном расстоянии друг от друга установлены два самокалящихся электрода 11.Однако для обеспечения стабильнос ти параметров таких устройств их конструкцию приходится усложнять, например, введением источника радиоактивного излучения. Кроме того, в процессе работы устройства выделяемые при 20 нагреве его деталей примеси изменяют состав и свойства рабочего газа-наполнптеля.Известно также газоразрядное устройство, содержащее заполненную рабо чим газом герметичную колбу с размещенными в ней электродами, установленными на стержневых металлических держателях-токовводах, и нераспыляемыми цилиндрическими газопоглотителями коаксиально охватывающими держатели-токовводы, находящиеся в тепловом контакте с ними и выполненнымь преймущественно из спеченного титана 21.35Стабильность параметров и достаточный срок службы устройства обеспечиваются лишь при условии, если проходящий через него после пробоя ток меняется лишь в небольших преде 40 лах, определяемых условием нагрева газопоглотителя, установленного на держателе-токовводе, до температуры, соответствующий оптимуму газопоглотителя из спеченного титана рабочих45 температур диапазон 200 - 800 С, а оптимальных - 500-700 С). Однако, например, защитные разрядники эксплуатируются в условиях, когда величина разрядного тока зависит от кон кретной причины перенапряжения (разряд молнии, наведение в линии связи напряжения от высоковольтных линий, переходные процессы в аппаратуре, и т.п.), поэтому на практике ток через 55 разрядник меняется от максимально допустимой величины до относительно малых значений. Но в известном уст 959 3 ройстве гаэопоглотитель устанавливается на держателе на таком расстоянии от электрода, чтобы при максимально допустимом токе разряда он нагревался до оптимальной температуры, соответствующей наиболее активному газопоглощению, но чтобы при таком токе исключался перегрев газопоглотителя, приводящий к обратному выделению абсорбированных им примесей, Однако, если после пробоя в известной конструкции величина тока через нее остается сравнительно небольшой, газопоглотитель не нагревается до температуры активного газопоглощения ине абсорбирует вредные примеси в рабочем газонаполнителе, которые в этом случае отравляют активный слой на электродах и увеличивают напряжение пробоя и напряжение горения разряда в межэлектродном промежутке. Эти факторы приводят к нестабильности параметров разрядника в процессе эксплуатации и к снижению его надежности,Цель изобретения " повышение стабильности параметров и надежности газоразрядного устройства при его эксплуатации в условиях изменения разрядного тока в широком диапазоне.Цель достигается тем, что в газоразрядном устройстве, содержащем заполненную рабочим газом герметичную колбу с размещенными в ней электродами, установленными на стержневых металлических держателях-токовводах, и нераспыляемыми цилиндрическими газопоглотителями, коаксиально охватывающими держатели-токовводы, находящимися в тепловом контакте с ними и выполненными преимущественно из спеченного титана, внутри каждого держателя-токоввода, на его участке, охваченном газопоглотителем, выполиена соосная держателю-токовводу цилиндрическая полость, длина которой составляет 0,2-0,5 длины газопоглотителя, а диаметр равен 0,5-0,8 диаметра держателя-токоввода.На чертеже изображен возможный вариант предлагаемого устройства, в частичном осевом разрезом,Устройство содержит стеклянную колбу 1, наполненную инертным газом, например неоно-аргоновой смесью, В колбу 1 герметично впаяны стержневые цилиндрические держатели-токовводы 2, например коваровые, внутри которых имеются соосные им цилнндрические полости 3, не выходящие за пределы газопоглотителей 4, представляющих собой цилиндры из спеченного титанового порошка, снабженные сквозным осевым отверстием, плотно установленные на держателях 2, На внутренних концах держателей 2 при помощи стержневых кернов 5 из тугоплавкого металла, например молибдена, установлены электроды 6, представляющие собой прессованные на кернах 5 и спеченные цилиндры, например из смеси порошков вольфрама и алюмосиликата бария-кальция. Снаружи колбы 1 держатели-токоввоаы 2 припаяны к цоколям 7, присоединенным к колбе 1 при помощи цоколевочной мастики. Длина участка 8 цилиндра газопоглотителя, расположенная вокруг полости 3, составляет 0,2-0,5 общей длины газопоглотителя 4. Между электродами 6 имеется зазор, равный заданному разрядному промежутку, а расстояние между электродом 6 и газопоглотителем 4 выбирается например, в пределах 0,5-1,5 величины диаметра держателя 2, который может быть выполнен, (кроме ковра), из молибдена нли дру-. гого металла, способного герметично спаиваться со стеклом оболочки.30 50 При.изготовлении устройства электроды 6 прессуются на кернах 5 и спекаются в режиме, зависящем от конкретного катодного материала в заЭ 35 готовках держателей-токовводах 2 высверливаются осевые каналы на заданную глубину, в зоне заварки в колбу 1 держатель-токоввод 2 остекловывается, после его электрической очист ки на нем плотно закрепляется газо- поглоти"ель 4 (детали, фиксирующие цилиндр на держателе-токовводе 2, например металлические пистоны, на чертеже не показаны), В открытый ко нец осевого канала вводится керн 5 электрода 6 до контакта последнего с держателем-токовводом 2, и закрепляется путем контактной электросварки. При односторонней контактной сварке вдоль керна 5 образуется узкий канал, достаточный для откачки воздуха из полости 3 во время вакуумной обработки устройства. Образованная таким образом внутри держате 55 ля-токоввода 2, внутри также и тела гаэопоглотителя 4 полость 3 ограничена торцом керна 5. Собранные электродные узлы завариваются в колбу 1,во время вакуумной обработки устройства газопоглотители 4 обеэгаживаются и активируются нагревом токамивысокой частоты. При работе устройства, после его .пробоя, между электродами 6 в инертном газе-наполнителе возникает разряд. Если ток разряда при этом невелик, выделяемое разрядом тепло недостаточно для непосредственного нагрева газопоглотителей 4 до оптимальной температуры. Однако на участке полости 3 сечение держателя-токоввода 2 резко уменьшено, соответственно уве.личено сопротивление электрическому току, поэтому держатель-токоввод 2 на этом участке нагрет до более высокой температуры, чем остальные его части, и это добавочное тепло, в основном, передается газопоглотителю 4. Кроме того, часть тока проходит через участок 8, сопротивление которого сравнимо с сопротивлением участка держателя-токоввода 2 с полостью 3, вызывая дополнительный нагрев газопоглотителя 4 на его участке 8, окружающем полость 3. Поэтому участок 8 газопоглотителя 4 нагревается за счет тепла, получаемого от разряда между электродами 6, и за счет добавочного тепла до температуры активного газо- поглощения, обеспечивая поглощение выделяющихся примесей и стабилизацию газового состава. В результате этого и при небольших разрядных токах надежность устройства высокая, В случае больших разрядных токов, вплоть до максимально допустимого, участок 8 газопоглотителя 4 перегревается выше рабочей температуры, однако при этом температура остальной части газопоглотителя 4 при средних токах на участке, примыкающем к участку 8, а при больших токах до отдаленного от электрода 6 торца, достигает оптимальной для активного газопоглощения температуры, поэтому обеспечивается поглощение вредных примесей, выделяемых как перегретым участком 8, так и остальными деталями разрядника. При этом участок 8 обезгаьивается, поэтому при очередном зажигании разрядника участок 8 газопоглотителя 4 уже в начальный период горения разряда активно поглощает примеси в газенаполнителе. Этим обеспечивается сохранение высокой стабильности параметров устройства. Так как участок 8,1105959 длина которого определяется длиной полости 3, при рабочих токах, близких к максимально .допустимым для данного типа устройства, выполняет функции пускового газопоглотителя, а в остальное время горения разряда абсорбция примесей обеспечивается остальной частью газопоглотителя 4, увеличение длины полости 3 свыше 0,5 длины газопоглотителя 4 приводит к увеличению габаритов электроднбго узла, так как для обеспечения достаточной сорбционной емкости гаэопоглотителя, необходимой для поглощения примесей при большом сроке 15 службы устройства, приходится значительно увеличивать длину газопоглотителя 4. Уменьшение же длины полости 3 менее 0,2 длины газопоглотителя 4 приводит к резкому снижению эф фекта дополнительного разогрева участка 8, особенно при выполнении держателя-токоввода 2 из металла с повышенной электропроводностью, и при.небольших разрядных токах ста бильность параметров устройства ухудшается. Для металлов, применяемых в качестве вводов в стеклянную оболочку, оптимальным оказывается диаметр полости 3 в пределах 0,5-0,8 30 диаметра держателя-токоввода 2; если диаметр полости 3 меньше указанного нижнего предела, даже при материале держателя-токоввода 2 с повышенным электросопротивлением и относительно небольшой теплопроводностью,эффект дополнительного разогреваучастка 8 выражен слабо, и не обеспечивается стабильность параметров уст ройства при небольших токах. Еслидиаметр полости 3 превышает верхнийпредел, при максимальном рабочем токе перегревается весь газопоглотитель4, даже при выполнении держателя-токоввода 2 из металла с более высокойэлектропроводностью, т,е, газопоглотитель не функционирует, и положительный эффект не достигается. В предлагаемом устройстве поглощение вредных примесей в газе-наполни- теле обеспечивается при его работе в широком диапазоне разрядных токов, а после окончания разряда ближайшие к электродам участки газопоглотнтелей оказываются в состоянии повышенной сорбционной готовности, при следующем зажигании устройства очень быстро нагреваясь до температуры активного газопоглощения. Все это исклю чает повышение катодного падения напряжения в устройстве и соответствующее распыление активного слоя на электродах. Поэтому обеспечивается высокая надежность и стабильность параметров при длительной эксплуата- ции устройства. Это достигается практически без усложнения конструкции, что облегчает внедрение предложенного устройства. Заказ 5607/42 Тираж 683 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5