Разрядник с движущейся дугой

 

Изобретение относится к сильноточной импульсной технике. Цель изобретения - повышение ресурса работы разрядника. Выполнение токоподводов 5 и 6 к электродам 3 и 4 перекрещивающимися и расположение их один от другого и относительно противоположных электродов на расстоянии, равном длине межэлектродного промежутка, позволяет увеличить силу, воздействующую на дугу в месте ее инициирования, и тем самым ускорить движение дуги и уменьшить эрозию электродов. 4 ил.

Изобретение относится к импульсной электротехнике, а именно к сильноточным частотным искровым разрядникам с перемещением дуги под действием магнитного поля разрядного тока. Целью изобретения является повышение ресурса работы разрядника с движущейся дугой. На фиг. 1 показан разрядник с движущейся дугой с прямолинейными протяженными электродами; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 - то же, вид сверху; на фиг.4 - разрядник с движущейся дугой с разомкнутыми кольцевыми электродами. Разрядник (см. фиг. 1-3) состоит из герметичного корпуса 1, в нижней части которого установлены проходные изоляторы 2, и прямолинейных электродов 3 и 4, к которым подведены токоподводы 5 и 6, пропущенные через изоляторы 2. Инициирование разряда производится в точках 7 и 8. Токоподводы 5 и 6 к электродам выполнены перекрещивающимися и установлены один от другого и относительно противоположного электрода на расстоянии, равном длине промежутка между электродами 3 и 4. Электроды 3 и 4 могут быть выполнены в виде разомкнутых колец (см. фиг. 4). Разрядник работает следующим образом. После достижения напряжения на электродах 3 и 4 рабочего значения между точками 7 и 8 возникает разряд. На образовавшуюся дугу будет действовать сила, стремящаяся переместить ее от точек 7 и 8 вдоль электродов 3 и 4. Эта сила имеет три составляющие (см. фиг.1): силы f₁ и f₂ взаимодействия канала разряда и токоподводов 5 и 6 в силу f₃взаимодействия канала разряда с участками электродов 3 и 4 между точками 7 и 8 инициирования и точками подключения токоподводов 5 и 6 к электродам 3 и 4. Аналитические выражения для этих сил записываются следующим образом: f₁= f₂= i²; f₃= · iln + 0,25, где μ_o - диэлектрическая постоянная; i - разрядный ток; l - длина дуги; r - расстояние от дуги до токоподвода; R - радиус сечения электродов; ϕ - угол между дугой и токоподводом. Выражение для силы f₃ записано для бесконечно длинных электродов 3 и 4. Так как длина электродов 3 и 4 ограничена, то сила f₃ для рассматриваемой системы меньше рассчитанной по выше указанной формуле и будет стремиться к нулю при уменьшении расстояния от канала разряда до точек подключения токоподводов 5 и 6 к электродам 3 и 4. Однако, именно в этом месте силы f₁ и f₂ имеют наибольшие значения и благодаря этому эффективно перемещают дугу от места инициирования разряда. По мере удаления дуги от точек 7 и 8 силы f₁ и f₂ уменьшаются, но при этом увеличивается сила f₃. Суммарное действие всех трех сил в предлагаемом разряднике, особенно вблизи участка инициирования, всегда будет значительно больше силы, действующей на дугу в электродной системе прототипа, равной лишь значению f₃. Для того, чтобы силы f₁ и f₂ при заданной длине канала разряда были максимальны, необходимо обеспечить минимальные расстояния токоподводов 5 и 6 до канала и значение телесного угла между ними. Идеальный вариант для этого, когда токоподводы и канал находятся в одной плоскости и параллельны, обеспечить невозможно. Наилучшее приближение к этому варианту (с учетом обеспечения достаточного запаса электрической прочности) реализовано в предлагаемом разряднике за счет расположения токоподводов один от другого и относительно противоположного электрода на расстоянии, равном расстоянию между электродами. Размещение токоподводов к электродам указанным образом позволяет увеличить силу, воздействующую на канал дуги в месте его инициирования, и тем самым уменьшить эрозию электродов и повысить ресурс работы разрядника.

Формула изобретения

РАЗРЯДНИК С ДВИЖУЩЕЙСЯ ДУГОЙ, содержащий два протяженных электрода с токоподводами, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса работы, указанные токоподводы к электродам выполнены перекрещивающимися, причем минимальные расстояния между токоподводами и между каждым из токоподводов и противоположным электродом выбраны равными длине межэлектродного промежутка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4