Газоразрядный прибор

 

ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ ПРИБОР низк давления со скрещенныйи электричес ким и магнитным полями, содержащий корпус, коаксиальные цилиндрические анод и катод, а также управляюпщй электрод и магнитную систему в виде соленоида, охватывающего электроды, отличающийся тем, что, с целью повышения электрической прочности и величины прерываемого тока, уменьшения мощности управления и габаритов, упрощения конструкции, . цилиндрический катод выполнен с одной щелью по образующей, управляющий электрод выполнен в виде стержня, расположенного напротив щели в цилиндрическом катоде, причем ширина щели c выбрана из соотношения 0,001 i ,01, ширина окружности катода.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ( (21) 3564899/18-21 (22) 15.03.83 (46) 30.05.84. Бюл. № 20 (72) А.М. Арш, В.П. Андронова, С.Д. Вагнер, С.А. Ильин, Б. С. Карасик и В.П. Пядин (53) 621.387(088.8) (56) 1. М .А. Lutz, G.À. Hofman.

The Camitnon à high power ci"ossedfield switch tube for AVDC interruption.

IEEE Trans on Plasma Science, Vol PS-2, рр. 11-24, March 1974.

2. Патент США ¹ 4034261, кл. 315-344, 1980. (54) (57) ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ ПРИБОР низкого давления со скрещенными электрическим и магнитным полями, содержащий

„„SU„„1095267 A корпус, коаксиальные цилиндрические анод и катод, а также управляющий электрод и магнитную систему в виде соленоида, охватывающего электроды, о т л м ч а ю шийся тем, что, с целью повышения электрической прочности и величины прерываемого тока, уменьшения мощности управления и габаритов, упрощения конструкции, цилиндрический катод выполнен с одной щелью по образующей, управляющий электрод выполнен в виде стержня, расположенного напротив щели в ци- линдрическом катоде, причем ширина щели d" выбрана из соотношения

0,001 (<0,01, где — ширина окружности катода.

1 1095

Изобретение относится к газоразрядной технике, в частности; к газоразрядным приборам низкого давления со скрещенными электрическим и магнитным полями.

Известен газоразрядный прибор низкого давления со скрещенными электрическим и магнитным полями, содержащий корпус, два коаксиально расположенных цилиндрических электрода, магнитную систему в виде соленоида, охватывающего электроды Г13.

Однако известный прибор характеризуется недостаточной электрической прочностью и низким значением прерываемого тока.

Наиболее близким к предлагаемому является газоразрядный прибор низкого давления со скрещенными электрическим и магнитным полями, содержащий корпус, внутренний цилиндрический анод, цилиндрический катод, установленный коаксиально друг к другу, а также управляющий электрод и магнитнук систему в виде соленоида, 25 охватывающего электроды 323.

В известном устройстве катод выполнен в виде перфорированного цилиндра, а управляющий электрод охватывает катод снаружи. 30

Использование трехэлектродной конструкции позволяет осуществить зажигание прибора электрическим полем.

Зажигание происходит в две стадии.

Сначала возникает разряд между управляющим электродом и катодом, затем плазма проникает через отверстия в катоде в основной межэлектродный разрядный промежуток, к которому предварительно приложено напряжение. Так как управляющий сигнал может быть меньше рабочего напряжения прибора, зажигание происходит при пониженном значении магнитного поля по сравнению с двухэлектродной конструкцией.

Однако выполнение катода в виде перфорированного цилиндра значительно сокращает рабочую поверхность катода.

Поскольку в приборах такого типа величина прерываемого тока определяется

50 размерами рабочей поверхности катода, то это и приводит к снижению макси"

:мальной величины прерываемого тока.

Большая проницаемость катодного электрода приводит также к проникновению плазмы из основного разрядного промежутка во вспомогательный между катодом и внешним управляющим электродом, что .затрудняет деионизацию

267 2 в основном разрядном промежутке и приводит к значительному снижению электрической прочности прибора, Использование цилиндрического управляющего электрода делает большими габариты прибора и усложняет его конструкциВ.

Кроме того, для зажигания разряда требуется достаточно высокая мощность управления.

Цель изобретения — повышение электрической прочности и величины прерываемого тока, уменьшение мощности управлення и габаритов, упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, 1 что в газоразрядном приборе низкого давления со скрещенными электрическим и магнитным полями, содержащем корпус, коаксиальные цилиндрический анод и цилиндрический катод, а также управляющий электрод и магнитную систему в виде соленоида, охватывающего электроды, цилиндрический катод выполнен с одной щелью по образующей, управляющий электрод выполнен в виде стержня, расположенного напротив щели в цилиндрическом катоде, причем ширина щели d" выбрана . из соотношения

0,001< — < О,Î1, 0 где 1 — длина окружности катода.

Такая конструкция катода фактически не приводит к ограничению его рабочей поверхности, а следовательно, величины прерываемого тока, не затрудняет деионизацию основного разрядного промежутка, что положительно сказывается на электрической прочности,. В основном все это объясняется малой шириной щели в цилиндрическом катоде.

Выполнение управляющего электрода в форме стержня, расположенного напротив щели в цилиндрическом катоде, снижает величину мощности уп равления вследствие создания сильно неоднородного электрического поля, а также снижает габариты прибора и упрощает его конструкцию.

Соотношение ширины щели в катоде к длине его окружности определено экспериментально. При отношении ширины щели к длине окружности катода более 0 01 вследствие высокой

C проницаемости, плазма проникает из рабочей области в область управляю1095267 4

7, через который производится предварительная откачка прибора, импульсное магнитное поле формируется соленоидом 8, охватывающим электроды 2-4 и расположенным, в частности, снаружи корпуса 1. Соленоид 8 имеет 30 витков, высоту 250 мм, диаметр 200 мм.

Ширина щели катода 3 1:m длина окружности катода 3 370 мм. Напряженность магнитного поля 100 Э, диаметр анода 2 100 мм, высота 200 мм, диаметр катода 3-120 мм, высота 220 мм, диаметр электрода 4"3 мм, высота

100 мм, напряжение на аноде 220 кВ.

Преимущества предлагаемого изобретения заключаются в повышении электропрочности (так в данном приборе электропрочность,составляет

20 кВ, а в приборе, взятом за прототип 10 кВ), уменьшении испульсной мощности цепи управления (в данном приборе эта величина составляет

15 кВт, в приборе, взятом за прототип 200 кВт). Кроме того, повышается величина прерываемого тока, которая составляет 1000 А, а в прототипе

6700 А, уменьшаются габариты, в преде- лагаемом приборе внешний диаметр корпуса составляет 250 мм, а в приборе, взятом за прототип 300 мм.

3 щий электрод — катод, что сильно затрудняет деионизацию в основном разрядном промежутке и резко снижает рабочее напряжение. При отношении ширины щели к длине окружности катода менее 0,001 сильно затрудняется диффузия плазмы из области управляющий электрод — катод в рабочую область, что приводит к неустой.— чивому зажиганию под действием напряжения между управляющим электродом и катодом.

На чертеже показан газоразрядный прибор.

Газоразрядный прибор низкого давления со скрещенными электрическим и магнитным полями содержит корпус 1 из стекла, цилиндрический анод 2 из нержавеющей стали, являющийся внутренним, цилиндрический катод 3 из нержавеющей стали с одной щелью по образующей, управляющий электрод 4, выполненный в виде стерж ня, расположенного между корпусом 1 и катодом 3, напротив щели в катоде 3. Электрод 4 имеет вывод 5 для подачи электрического питания, имеет ся также генератор водорода 6, обесп чивающий давление водорода в приборе 0,02-0,05 мм рт.ст..штенгель

Заказ 3609/35 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4

Составитель В.Александров

Редактор Н.Горват Техред О.Неце Корректор В. Иванова