Управляемый газоразрядный прибор с холодным катодом

ОПИСАНИИЗОБРЕТЕЯ ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ3478 Союз Советскьа Социалистически РеспублииЗависимое от авт. свидетельстза Л Заявлено 05 Х 11,1969 (Л 1345105 26 51 ПК Н 011 1744 исоелинением заявки М оритет комитат оо аелаозоОретений и отирытиори Соеата Миниотроь УДК 621.387.3(088,8 ЬО 1 . епуоликовано 30.Х.197 Дата опубликования описан:я5.111.1 О 72 Ав тор 1ПЗООРСТСНП 51 ксенов, В. А. Белоус и С, А. Смирнов Заявитель УПРАВЛЯЕМЫЙ ГАЗОРАЗ 1.ЯДНЫЙ ПРИБОР С ХОЛОДНЫМ КАТОДОМИзобретение относится к управляемым газо- разрядным приборам низкого давления с холодным катодом, способным пропускать большие импульсные токи, в частности, к газо- разрядным приборам, предназначенным для работы в высоковольтных установках в качестве включающих и защитных элементов,Известны управляемые газоразрялные приборы с холодным катодом, наполненные газом или паром при гп 1 зком давлении. Эти приборы управляются путем возбуждения тлеющего разряда (например, высокочастотного) в камере, отделенной от основного разрядного промежутка катодом. Камера связана с основным разрядным промежутком через отверстия в катоде. Для запуска прибора на пусковой электрод в виде сплошного диска, расположенный з камере напротив катода, пода. ют отрицательный импульс напряжения.К недостаткам приборов такого типа следует отнести необходимость в возбуждении дежурного тлеющего разряда в пусковой камере, При работе без дежурного разряда резко ухудшаются пусковые характеристики прибора, сильно возрастает время запаздывания срабатывания и его разброс,Предлагаемый прибор отличается от известного тем, что пусковой электрод выполнен в виде одной или нескольких цил "п 1 дрических или призматических ячеек, расположенных напроп 1 в отверстий в катало, Основания ячеек со стороны катода имеют отверстия, Это позволяет улучшить пусковые характеристики лампы.5 На фпг. 1 и 2 изображены два вариантаконструкции прибора.Па фпг. 1 приведена конструкция приборас олноячепстым пусковым электродом. Анод 1 имеет форму диска, катод 2 представляет 10 собой полый цилиндр. В основании 3 цилиндра, обращенном и аноду, имеются отверстия 4. Основной разрядный промежуток 5, таким образом, нахо пггся между анолом и основашсм. Внутри католной полости 6 расположен 15 пусковои электрод 7, который также представляет собой полый цилиндр. Одно из оснований этого цилиндра либо полностью открыто, либо в нем имеется отверстие 8, как показано на чертеже. Этим основанием пуско вой электрол обращен к перфорированномуоснованию 3 катода 2. Вывод 9 пускового электрола проходит через отверстия 10 в основании 11 катода 2. 12 и 13 - выволы анода и катода соответственно.25 Прибор напол: яют газом или паром придавлении, ооеспечива 1 ощем необходимую электри 1 ескуО прочность промежутка днод - катод и определяемой левой ветвью кривой Г 1 ашена. Диаметр отверстш 1 и ширина щелей 30 и перфорпрога 11 ном основании катода не дол жна превышать ширины зазора между анодом и катодом, чтобы проникновение поляанода в полость 6 было невелико и влияниемотверстий и щелей на электрическую прочность прибора можно было пренебречь. 5В исходном состоянии между анодом и катодом приложено рабочее напряжение, причем в зазоре 5 устанавливается распределение электрического поля, близкое к однородному, а в полости 6 поле практически отсутствует, При подаче отрицательного импульса напряжения на пусковой электрод в полости 6зажигается разряд, характерный для системс полым катодом. Роль полого катода в данном случае играет пусковой электрод 7, а 15роль анода - основание 3. Такие системы,как известно, отличаются от систем с обычными сплошными электродами более низким потенциалом и зажигания, и горения самостоятельного тлеющего разряда. Плазма этого 20разряда отличается повышенной концентрацией электродов вдоль оси системы. При определенных условиях вдоль этой оси формируется плотный электронный пучок. Черезотверстия 4 электроны из полости 6 попадают 25в разрядный промежуток 5, ионизируют атомы (или молекулы) рабочего газа и вызывают пробой промежутка (на фиг, 1 путь электронов показан штриховыми линиями). Плазма разряда, заполняющая полость 6, являет- З 0ся эффективным источником электронов в период формирования и горения основного разряда, Количество электронов в зоне отверстий4, где они захватываются полем анода, увеличивается также за счет интенсивной обработ- з 5ки поверхности основания 3 и стенок самихотверстий ультрафиолетовым излучением,мощным источником которого, как известно,является плазма разряда в полом катоде,После пробоя основного промежутка 5 в зависпмостн от параметров внешней разряднойцепи устанавливается либо плотный тлею.цийразряд между анодом 1 и полостью 6 катодачерез отверстия 4, либо разряд типа вакуумной дуги между анодом и наружной поверхпостыл основания 3,Форма отверстий 4 не играет существеннойроли в работе разрядника. Так, вместо круглых отверстии основание 3 может иметь щели тОЙ или инОЙ формы и длины. Необходимо 50только, чтобы ширина этих щелей нс превышала ширины основного разрядного промежутка 5 из соображений электрической прочности прибора. Как следует из приведенного описания, основную роль в процессе пробоя разрядного промежутка 5 играет центральное отверстие в основании 3, В начальный период ток проходит главным образом именно через это отверстие, куда устремляется основная часть электронов из плазмы разряда в полости 6, Время формирования основного разряда и стабильность запуска прибора в целом поэтому зависят от диаметра этого отверстия. Ускорить формирование и повысить стабильность запуска можно, увеличив диаметр центрального отверстия. Однако при этом уменьшается электрическая прочность прибора. Избежать этого можно, изменив конструкцгпо пускового электрода, как показано на фиг. 2. В данном случае полость пускового электрода 7 разделена перегородками И на ячейки (обозначения остальных элементов, их форма и назначения такие же, как на фиг. 1). Каждая ячейка образует отдельный полый катод, При подаче на электрод 7 отрицательного напряжения достаточной величины в каждой из его ячеек формируется разряд примерно по такой же схеме, что и в полости пускового электрода разрядника, описанного выше, Из глубины каждой ячейки выходит при этом пучок электродов, направленный к основанию 3. Если на пути этих пучков в основании оказываются отверстия, все пучки попадают в разрядный промежуток 5 и вызывают пробой последнего сразу в нескольких местах. Очевидно, в рассматриваемой конструкции разрядника перфорация основания 3 должна быть выполнена таким образом, чтобы отверстия имелись против каждой ячейки пускового электрода.Предмет изобретен ияУправляемый газоразрядный прибор с холодным катодом, содержащий анод, катод в виде полого цилиндра или призмы с перфорированным основанием, обращенным к аноду, и пусковой электрод, расположенный в полости катода, Отличаюи 4 ийся тем, что, с целью улучшения пусковых характеристик, пусковой электрод выполнен в виде одной или нескольких цилиндрических или призматических ячеек, расположенных напротив отверстий в катоде, основания которых, обращенные в сторону катода, полностью открыты или имеют отверстия.сдактор Б, Федотов Текрсд Л. Богданова Коррсктор Т. Грсвг(оаЗаказ 339(14 Изд. М 149 Тираж 473 11 одппсносЦНИИПИ Комитета по долам изобрстснпп и о(ткрытпй при Совстс Министров ССС 1