Газонаполненный искровой разрядник

(57) Сущность: разрядник содерные основные электроды и дваски соединенных междудополнительных электрода, первьторых выполняет экранирующуюа второй установлен в отверстииосновных электродов, Между пеполнительным электродом иэлектродом с отверстием вклюстивный элемент, выполненный вкрытия на разделяющем этиизоляторе, 2 ил. жит соос- электричесобой й из кофункцию, одного из ку ение СР Х орское Н 01 Т СССР рвым до- основным чен рези- виде по- электроды ВОЙ митет Российской Федерации патентам и товарным знакам авторскому свидетельству(54) ГАЗ ОНАПОЛНЕННЫЙ ИСКРРАЗРЯДНИК 1) 1804263 (1 з) А 1Изобретение относится к газоразряднойтехнике и может быть использовано приразработке высоковольтных газонаполненныхискровых разрядников с высокой стабильностью срабатывания, применяемых для формирования и коммутации импульсов токананосекундной длительности и большойамплитуды,Цель изобретения - повышение стабильности срабатывания газонаполненного искрового разрядника в режиме обостренияимпульсного напряжения,На фиг.1 показана конструкция газонаполненного искрового разрядника; на фиг.2- кривая изменения относительного среднеквадратического разброса динамического напряжения пробоя от величины соотношениясР - с 1 12 Б С+С1 2связывающего геометрические размеры разрядных промежутков и величины емкостей между дополнительными и основными электродами.Газонаполненный разрядник (фиг,1) содержит металлический корпус 1 в виде цилиндрического стакана с отбортов кой и основные электроды 2 и 3, первый дополнительный электрод 4, выполняющий функцию экранирования неоднородностей в местах соединения деталей с изолятором 5 и компенсирующим керамическим кольцом б, на внутренней цилиндрической поверхности которого нанесен высокоомный резистивный слой 7, второй дополнительный электрод 8 в виде стержня, электрически соединенный с дополнительным электродом 4, конденсатор 9, соединяющий дополнительные электроды 4 и 8 с основным электродом 3 через конус 10 и цилиндр 11, штенгель 12, служащий вводом электрода 2, и резьбовой вывод 13 электрода 3.Зависимость изменения относительного среднеквадратического разброса динамического напряжения пробоя от величины соотношенияс Р-с 1 2 Б С+С 1 2 приведена на фиг,2 для разрядника с межэлектродным расстоянием Б = 5 мм, диаметром стержневого дополнительного электрода с 1 = 4 мм и диаметром отверстия в основном электроде 1) = 5 мм, Величина соотношенияР - с 1 с 2 Б С+С 1 2изменялась за счет изменения емкости конденсатора 9. Разрядник наполнялся смесью газов 10 БР 6 + 90; И 2 до давления 20 атм. К электродам разрядника прикладывалось импульсное напряжение с амплитудой 300 кВ и длительностью фронта 1,5 мкс.Разрядник работает следующим образом. При приложении высоковольтного импульсного напряжения к промежутку между основными электродами 2 и 3 происходит емкостное перераспределение напряжения между дополнительными 4 и 8 и основными электродами 2 и 3, В силу указанного выше соотношения, связывающего геометрические размеры разрядных промежутков и величины емкостей между дополнительными и основными электродами С 1 и С 2, создаются условия для возникновения пробоя вспомогательного газового промежутка между стержневым дополнительным электродом 8 и основным электродом 3, в отверстии которого установлен этот электрод, в момент, когда напряжение между основными электродами 2 и 3 близко к пробивному. Происходит пробой вспомогательного промежутка, вызывающий инициирование разряда в основном разрядном промежутке между электродами 2 и 3, Высокоомный резистивный слой 7 служит для снятия остаточного потенциала с дополнительных электродов 4 и 8. Разрядник работает в режиме обострения импульсного напряжения с предварительной подсветкой основного разрядного промежутка в результате пробоя вспомогательного разрядного промежутка.Как видно из фиг,2, относительный среднеквадратический разброс динамического напряжения пробоя значительно уменьшается приР-с 1 1 С 2 Б С+С ги достигает максимального значения присР - й2 Б С+С2Характер изменения относительного среднеквадратического разброса динамического напряжения пробоя объясняется влиянием подсветки при пробое вспомогательного газового промежутка между стержневым дополнительным электродом 8 и основным 3. Чем больше соотношениеСР - с 1 12 Б С+Сгтем при большем напряжении между основными электродами 2 и 3 будет происходить пробой вспомогательного промежутка, При1804263 5с0-й2 Б С+С1 г 0 в 1с25 С+С1 г С1 0 вС+С 2 Бг пробой вспомогательного промежутка происходит при максимальном напряжении между основными электродами 2 и 3 и практически одновременно с пробоем основного разрядного промежутка, что объясняется примерным равенством напряженностей электрического поля в разрядных промежутках,В числителе соотношения, связывающего электрические размеры разрядных промежутков и величины емкостей между дополнительными 4 и 8 и основными электродами 2 и 3, стоит выражение, указывающее, какую часть от основного межэлектродного расстояния составляет расстояние между кромкой стержневого дополнительного электрода 8 и кромкой отверстия в основном электроде 3. В знаменателе соотношения стоит выражение коэффициента передачи емкостного делителя напряжения, приложенного к основным электродам 2 и 3, указывающее какая часть импульса напряжения приложена к вспомогательному промежутку,При равенстве указанных выше выраже- ний импульсное напряжение, приложенное к основным электродам 2 и 3, перераспределяется так, что напряжение между кромкой стержневого дополнительного электрода 8 и кромкой отверстия в основном электроде 3 во столько раз меньше напряжения между основными электродами 2 и 3, во столько раз расстояние между кромкой стержневого дополнительного электрода 8 и кромкой отверстия в основном электроде 3 меньше расстояния между основными электродами 2 и 3, т,е. напряженность в указанных промежутках примерно одинакова, и при достаточной его величине пробой промежутков происходит одновременно,В тригатронной конструкции разрядника электрическое поле в промежутке между кромками стержневого дополнительного электрода 8 и отверстия в основном электроде 3 более неоднородно, чем в основном разрядном промежутке, поэтому одновременный пробой промежутков будет, как показали экспериментальные исследования, приС25 С+С- 1, 1,г П-дс25 С+СПринапряженность электрического поля в промежутке между кромкой стержневого дополнительного электрода 8 и кромкой отверстия в основном электроде с учетом вышесказанного будет выше, чем напряженность в промежутке между основными электродами 2 и 3, Поэтому при достаточной амплитуде импульсного напряжения пробой вспомогательного промежутка будет происходить раньше, чем пробой основного промежутка, причем величина напряжения между основными электродами 2 и 3, при которой происходит пробой вспомогательного промежутка, уменьшается с уменьшением величины соотношения Этим и объясняется характер измененияотносительного среднеквадратичного разбросадинамического напряжения пробоя,СР - С 1 125 С+СПринапряженность электрического поля в пространстве между основными электродами 2и 3 выше, чем напряженность поля впромежутке между кромкой стержневогодополнительного электрода 8 и кромкойотверстия в основном электроде 3. В этомслучае при приложении импульса напряжения к основным электродам 2 и 3 разрядникапромежуток между кромкой стержневогодополнительного электрода 8 и кромкойотверстия в основном электроде 3 пробиваться не будет и разрядник работает безпредварительной ионизации, что сказываетсяна увеличении относительного среднеквадратического разброса динамического напряжения пробоя.С0-с 125 С+С0,ЗПри 1 гпробой вспомогательного промежутка междукромкой стержневого дополнительного электрода 8 и кромкой отверстия в основномэлектроде 3 происходит при низкой напряженности поля в основном разрядномпромежутке, поэтому предварительная ионизация незначительно влияет на стабильностьсрабатывания,Конструкция газонаполненного искровогоразрядника при соблюдении соотношенияР-с 1с05 - 2, С + С - 11гимеет относительный среднеквадратичный разброс динамического напряжения пробоя 1,5-2,5%, т.е, позволяет повысить стабильность срабатывания в режиме обострения импульсного напряжения.Разрядник найдет применение в аппаратуре для исследования физики быстропротеГазонаполненный искровой разрядник, содержащий соосно установленные два основных электрода, дополнительный электрод, расположенный коаксиально с одним из основных электродов, и резистивный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности срабатывания разрядника в режиме обострения импульсного напряжения, в разрядник введен второй дополнительный электрод в виде стержня, расположенный в осевом отверстии основного электрода, коаксиального с первым дополнительным электродом, и электрически соединенный с первым дополнительным электродом непосредственно, а с основным электродом с отверстием - через дополнительно введенный конденсатор, резистивный элемент включен между основным электродом с отверстием и первым дополнительным кающих процессов, при создании импульсных рентгеновских аппаратов для дефектоскопии материалов, в ускорительной технике, в источниках с лазерной подсветкой для телевизионной аппаратуры с пространственно-временной селекцией и в специальных областях науки и техники,электродом и выполнен в виде покрытия на разделяющем эти электроды изоляторе, причем диаметр О отверстия в основном электроде, диаметр й второго дополнительного электрода и расстояние Б между основными электродами выбраны в соотно- шении где С 1 - величина суммарной конструктивной емкости между дополнительными электродами и вторым основным электродом;С 2 - величина суммарной конструктивной емкости между дополнительными электродами и основным электродом с отверстием.10 1804263 Я у Ю-Ы р ви гю СЕ С СГбФ дР чЗаказ 3-О " Подписное ВНИИПИ, Рег. ЛР040720 13834 ГСП, Москва, Раушская наб 4/521873, Москва, Бережковская наб 24 стр Производственное предприятие Патент