Игнитронный разрядник для коммутации однократных импульсов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11)

3(s() Н 01 J 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4Та Й)

-1)

4 g((.) период темпераанод и корзависимости где ЬТ((pc) и 4Т (ь) тур окружающая среда пус соответственно в от времени.

2. Разрядник по п. ч а ю шийся тем, полнен пустотелум.

3. Разрядник по .п. ч а ю шийся тем, выполнен в виде мембр отличто. анод вы1, отличто анод аны.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3470516/18-21 (22) 28.04.82 (46) 07.04.84. Бюл.N -13 (72) Е.А. Козлов, А.M. Арш, В.П.Андронова, В.А. Лапшин, В.M. Полтавцев и В.Н. Рыбин (53) 621.387(088.8) (56) 1. Техника больших импульсных токов и магнитных полей. Под ред.

Комелькова В.А. Атомиздат 1970, J с. 165.

2. Хромой Ю.Д. и др. Высоковольтный импульсный разрядник ИРТ-4.

ПТЭ 1978, )) 2, с. 195. (54)(57) 1. ИГНИТРОННЫЙ РАЗРЯДНИК

ДЛЯ 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 шийся тем, что, с целью повьппения электропрочности, форма анода или корпуса выбрана из соотношения

4. Разрядник по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что корпус покрыт теплоизоляцией.

1084913

Указанная цель достигается тем, что в игнитронном разряднике, содержащем металлический корпус, охлаждае ..

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, точнее к сильноточным газоразрядным приборам, и может быть использовано при конструировании коммутацион. ной аппаратуры для мощных генерато. ров импульсных токов.

Известны вакуумные высоковольт. ные сильноточные коммутаторы с постоянной откачкой, предназначенные для работы в режиме однократных включений, содержащие анод, катод> анодный.изолятор, поджигающий электрод (1) .

Известный разрядник обеспечивает - 15 .коммутацию тока до 1,5 МА, а конструкция электродов и их взаимное .расположение исключает вакуумный и газовый пробой на уровне 40 кВ при кондиционированных электродах gp

"2 и рабочем давлении 10 мм рт.ст.

К недостаткам таких коммутаторов следует отнести сложность эксплуатации, обусловленную необходимостью откачки и обслуживания откачного обо. 25 рудования, длительное время подготовки разрядника к работе и относительную дороговизну, связанную с необходимостью их индивидуального производства.

Наиболее близким по технической сущности является игнитронный разрядник, содержащий металлический корпус, внутри которого размещен катод, соединенный с корпусоми анод с изолированный от корпуса {2) .

В этом разряднике конструкция, изолятора и межэлектродные расстояния выбраны из условия обеспечения электрической прочности с точки зрения газового пробоя.

Поскольку наличие ртути на аноде или экране является причиной вакуумного пробоя разрядника, то для предотвращения попадания ее на электро. ды во,время горения катодного пятна, Ф в, разряднике применен фиксатор — отражатель.

Недостатком таких прибор@в в режиме однократных включений являет, ся их низкая электропрочность.

Целью изобретения является повышение электропрочности-игнитронного разрядника в режиме однократных включений.

55 мый окружающей средой, внутри которого размещены катод, соединенный с корпусом и анод, изолированный от кдрпуса, форма анода или корпуса выбраны из соотношения дТ ()! 6Т„(т) =1, где д1ф)ид T„(j- период температур окружаю щая среда — анод и корпус соответственно в зависимости от времени.

При этом анод выполнен пустотелым.

Кроме того, анод выполнен в виде мембраны, а корпус покрыт теплоизоляцией.

Проведенные исследования показывают, что в режиме однократных включений в течение длительных пауз между импульсами, доходящих до нескольких суток, происходит конденсация ртути на аноде разрядника, вследствие перепадов температуры окружающей среды, даже в пределах ее суточных колебаний и за счет различного теплообмена между анодом и корпусом с окружающей средой. Особенно заметно это явление становится при наличии даже небольшого обдува раз. рядников воздухом, обусловленного, например, сквозняками, в помещении, где установлены игнитронные разрядники. Наличие же ртути на аноде, как известно, приводит к пробою разрядника.

Выполнение указанного условия означает одинаковую интенсивность теплообмена электродов с окружающей средой, а следовательно, исключение конденсации ртути на аноде.

Высокий теплообмен анода достигается за счет выполнения анода, например, пустотелым, что обеспечивает увеличение его поверхности или за счет выполнения его в виде мембраны (тонкой пластины) что ведет к уменьшению массы анода. Возможно также повышение теплообмена анода за счет изготовления его из материала с высокой теплопроводностью, или наоборот уменьшение интенсивности теплообмена катода за счето того, что корпус разрядника покрыт теплоизоляционным материалом, что увеличивает его 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,3 — с катодом (корпусом), покрытым теплоизоляционным материалом.

1084913

Во время пауз, вследствие суточ" ных колебаний температуры окружаю- З5 щей среды и различных интенсивностей теплообмена анода и корпуса разрядника, возможна конденсация ртути на аноде. Так, при повьппении температуры в помещении металлический П0

Устройство содержит корпус 1, внутри которого размещен ртутныйкатод 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.

Разрядник, 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- 30 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 температурного 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 без

Э обдува 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 icB.

Таким образом, игнитронный разрядник предложенной конструкции позволяет значительно повысить его надежность за счет исключения влияния на его электропрочность колебаний температуры окружающей среды.

1084913! 084913

1084913

Составитель В. Александров

Редактор А. Шандор Техред T,Ìàòo÷êà Корректор А. Зимокосов

Заказ 2028/50 Тираж б83 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4„