Игнитронный разрядник для коммутации однократных импульсов

(19) И 1)3(51), Н 01 Д 13/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЬТа Й) 6 Тк(с) период темпера - анод и корзависимости где ЬТаиьТК(") " тур окружающая среда пус соответственно в от времени.ф. 2. Разрядник по п. ч а ю щ и й с я тем, полнен пустотелым.3. Разрядник по .п, ч а ю щ и й с я тем, выполнен в виде мембр отличто. анод вы 1, отличто анод аны. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм изОБРетений и ОткРытий(56) 1. Техника больших импульсныхтоков и магнитных полей. Под ред.Комелькова В,А. Атомиздат 1970,с. 165,2. Хромой Ю.Д, и др. Высоковольтный импульсный разрядник ИРТ.ПТЭ 1978, 2, с. 195.(54)(57) 1. ИГНИТРОННЫЙ РАЗРЯДНИКДЛЯ КОММУТАЦИИ ОДНОКРАТНЫХ ИМПУЛЬСОВ,содержащий металлический корпус,охлаждаемый окружающей средой,внутри которого размещены катод,соединенный с корпусом, и анод,изолированный от корпуса, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения электропрочности, формаанода или корпуса выбрана из соотношения 4. Разрядник по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что корпус покрыт теплоизоляцией.30 Указанная цель достигается тем,что в игнитронном разряднике содер"жащем металлический корпус, охлаждае,Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, точнее к сильноточным газоразряднымприборам, и может быть использовано при конструировании коммутацион 5ной аппаратуры для мощных генераторов импульсных токов.Известны вакуумные высоковольтные сильноточные коммутаторы с пос"тоянной откачкой, предназначенныедля работы в режиме однократныхвключений, содержащие анод, катод,анодный.изолятор, поджигающий электрод Я .Известный разрядник обеспечивает 15,расположение исключает вакуумныйи газовый пробой на уровне 40 кВпри кондиционированных электродах б"2и рабочем давлении 10 мм рт.ст.К недостаткам таких коммутаторовследует отнести сложность эксплуата.ции, обусловленную необходимостьюоткачки и обслуживания откачного обо 25рудования, длительное время подготовки разрядника к работе и относительную дороговизну, связанную с необходимостью их индивидуального производства.Наиболее близким по техническойсущности является игнитронный разрядник, содержащий металлическийкорпус, внутри которого размещенкатод, соединенный с корпусоми анод35изолированный от корпуса 2,В этом разряднике конструкция, изолятора и межэлектродные расстояния выбраны из условия обеспеченияэлектрической прочности с точкизрения газового пробоя.Поскольку наличие ртути на анодеили экране является причиной вакуумного пробоя разрядника, то для предотвращения попадания ее на электроды во,время горения катодного пятна,Фв, разряднике применен фиксатор - отражатель,Недостатком таких приборав в режиме однократных включений являет, ся их низкая электропрочность.Целью изобретения является повышение электропрочности игнитронногоразрядника в режиме однократных включений.55 мый окружающей средой, внутри которого размещены катод, соединенный с корпусом и анод, изолированный от кдрпуса, форма анода или корпуса выбраныиз соотношения дТЯ ЬТ О) =1 гдецфидТЯ- период температур окружающая среда - анод и корпус соответственно в зависимости от времени.При этом анод выполнен пустотелым.Кроме того, анод выполнен в видемембраны, а корпус покрыт теплоизоляцией,МПроведенные исследования показывают, что в режиме однократныхвключений в течение длительных паузмежду импульсами, доходящих до нескольких суток, происходит конденсацияртути на аноде разрядника, вследствие перепадов температуры окружающей среды, даже в пределах ее суточных колебаний и за счет различноготеплообмена между анодом и корпусомс окружающей средой. Особенно заметно это явление становится приналичии даже небольшого обдува раз.рядников воздухом, обусловленного,например, сквозняками, в помещении,где установлены игнитронные разрядники, Наличие же ртути на аноде,как известно, приводит к пробоюразрядника,Выполнение указанного условияозначает одинаковую интенсивностьтеплообмена электродов с окружающей средой, а следовательно, исключение конденсации ртути на аноде,Высокий теплообмен анода достигается за счет выполнения анода, например, пустотелым, что обеспечиваетувеличение его поверхности или засчет выполнения его в виде мембраны(тонкой пластины) что ведет к уменьшению массы анода. Возможно такжеповышение теплообмена анода за счетизготовления его из материала с высокой теплопроводностью, или наоборотуменьшение интенсивности теплообмена катода за счето того, что корпусразрядника покрыт теплоизоляционным материалом, что увеличиваетего постоянную нагрева,На фиг. 1 изображен предлагаемый разрядник с анодом, выполненным пустотелым; на фиг.2 - то же, с анодом, выполненным в виде мембраны, на фиг,З - с катодом (корпусом), покрытым теплоизоляционным материалом.20 Во время пауз, вследствие суточ" ных колебаний температуры окружающей среды и различных интенсивностей теплообмена анода и корпуса разрядника, возможна конденсация ртути на аноде. Так, при повьппении температуры в помещении металлический 40 Устройство содержит корпус 1, внутри которого размещен ртутный- катод 2, соединенный с ним, и анод 3, окруженный экраном 4 и изолирован ный от корпуса анодным изолятором 5 5. Внутри корпуса размещен также фиксатор-отражатель 6, а сам корпус может быть изолирован покрытием 7. Поджиг разряда осуществляется поджигателем 8.10Разрядник, включенный в систему коммутации генератора импульсных токов в режиме однократных импульсов, предназначен для разделения нагрузки от накопителя во время его заряда до рабочего напряжения 50 кВ и после окончания заряда и команды "Пуск" для подключения нагрузки к накопителю. Общее время заряда накопителя и время перед пуском, необходимое для подготовки измеритель ной и запускающей аппаратуры, когда к разряднику приложено высокое напряжение, составляет несколько минут. Пауза между рабочими циклами может достигать нескольких суток и даже недель и определяется временем, необходимым для обработки результатов предыдущего эксперимента и внесения коррективов в последую щий эксперимент, а также временем на его подготовку. корпус и залитая в него ртуть нагреваются довольно быстро за счет их хорошего теплообмена с окружающей средой, В то же время анод, имеющий существенно меньшую охлаждающую поверхность и большую массу, нагревается медленно. Это приводит к образованию отрицательного темпе- ратурного градиента между анодом и катодом и появлению условия для конденсации ртути на аноде. Присутствие же ртути на аноде обуславливает при очередном подъеме высокого напряжения на разряднике его самопробой, что ведет к срыву эксперимента и к аварийной ситуации на установке.Предлагаемые конструктивные изменения разрядника обеспечивают одинаковые интенсивности теплоабмена анода и корпуса, что исключает при изменении температуры окружающей среды перепад температуры между ними и конденсацию ртути на аноде.Была проведена серия испытаний (50 опытов) при перепадах температуры в 10 С в течение одного часа безЭобдува и с обдувом разрядника воздухом. Опытный образец предложенной крнструкции сохранил номинальную электропрочность 50 кВ, в то время как контрольный образец (известная конструкция) снизил электрическую прочность до 20-40 кВ.Таким образом, игнитронный разрядник предложенной конструкции позволяет значительно повысить его надежность за счет исключения влияния на его электропрочность колебаний температуры окружающей среды.