Газонаполненный защитный разрядник

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЯЬСТВУ (61)Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.0481, (21) 3276274/24-07 н)997132

Р )М g+ з

Н Ol J 17/20 с присоединением заявки М (23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.0283. Бюллетень Мо 6 (531 УДК 621 ° 387 (088.8}

Дата опубликования описания 1502ВЗ (71) Заявитель (54 } ГАЗОНАПОЛНЕННЫЙ ЗАЩИТНЫЙ РАЗРЯДНИК

Изобретение относится к газоразрядным приборам с твердьми катодами, а именно к составу газового наполнителя защитных разрядников, и может, быть использоваио иа предприятиях, выпускактцих подобные приборы.

Одним иэ основных требований, предъявляемых к эащитньм разряцникам, является стабильность напряжения пробоя при большой долговечности прибора.

Известен гаэоиаполнительный защит ный разрядник, содержащий алкииниевые электродыт помещенные в гермет@зированный корпус, заполненный смесью аргона и.водорода. Прочная окисная пленка, покрывающая алюминиевые электроды, устойчива к бомбардировке ионами, поэтому электрические параметры-данно го разрядника при эксплуатации в режиме тлекщего разряда стабильны (1) .

Однако при импульсных пробоях с повышенной энергией окисная пленка быстро разрушается, эмиссионные свойства поверхности электродов изменяются, что приводит к недопустимому изменению напряжения пробоя разрядников и выходу их из строя.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является газонаполнительный защитный разрядник, содержащий алквииниевый катод и цо крайней мере один анод, расположенные в герметизированном корпусе, заполненном газовой смесью, включающий кисло род и углекислый гаэ. Кроме данных газов в состав наполнителя входит азот при следующих соотношениях компонентов, Ъ: кислород 9-10g углекислый газ 40-45т азот 45-51. Наличие в газовой смеси кислорода способствует поддержанию слоя окиси на электро- . дах при работе разрядника в импульсном режиме, а yr ëåêèñëûé газ, разлагаясь при импульсном разряде на окись углерода и кислород, восполняет убыль кислорода, расходуемого на окисление электродов (2}

Однако при таком газовом наполнею нии напряжение пробоя разрядника велико, -так как все газовые компоненты имеют-большой потенциал ионизации.

В то же время для защиты большинства линий связи- необходимы разрядники с относительно небольшим напряжением пробоя. Снизить пробивное напряжение можно уменьшением межэлектродного расстояния, однако при черезмерном уменьшении этого расстояния надежность разрядников падает из-за воэможности

997132

Формула изобретения короткого замыкания продуктами эрозии электродов. Кроме того, так как в разряднике с таким газовым наполнением применение газопоглотителя невозможно, весьма вероятно появление в газовом наполнении из-за газовыделения деталей паров, воды, но в этом лучае при импульсных пробоях в разяднике образуются высокоактивные соединения азота, которые взаимодействуют с поверхностным слоем электро- 1р дов, изменяя их эмиссионные свойства . и работу выхода электронов. Поэтому добиться существенного повышения стабильности электрических параметров и увеличения долговечности разрядника при его работе в импульсном режиме не удается.

Целью изобретения является увеличение долговечности защитных разрядников при обеспечении низкого напряжения пробоя.

Указанная цель достигается тем, что в газонаполненном защитном разряднике, содержащем алюминиевый катод и, по крайней мере, один анод, .расположенные в герметизированном корпусе, заполненном газовой смесью, включающей .кислород и углекислый газ, в состав газовой смеси дополнительно введен инертный газ, при следующем . соотношении компонентов, об. %: ЗО

Кислород 0,3-10,0

Углекислый газ 0,3-10,0

Инертный газ Остальное 35

Содержание в смеси менее 0,3 % кислорода незначительно сказывается на стабильности напряжения пробоя в процессе испытаний в импульсном режиме, если же содержание кислорода пре- 40 вышает 10% напряжение пробоя разрядника сильно возрастает, что сводит к минимуму положительный эффект от введения инертного газа.

При содержании углекислого газа

45 менее 0,3 % уже к середине срока. службы параметры разрядника становятся нестабильными, что следует объяснить полным разложением запаса углекислого гаэа.и прекращением его стабилизирующего действия, указанного вышеу если же углекислого газа. больше 10%, при содержании кислорода, близком к верхнему пределу, доля инертного газа слишком уменьшится, и напряжение пробоя, разрядника с предложенным наполнением приближается к напряжению пробоя в случае наполнения известной .смесью, т.е. не достигается положи-. тельный эффект, заключающийся в сниже 60 нии пробивного напряжения.

При содержании в газовой смеси

2,5% кислорода и 5% углекислого газа испытывают смеси, в которых в качестве инертного газа использовались: ге-65 лий,неон, аргон, криптон,ксенон.Разрядники наполняют до одинакового давления (80 мм рт.ст.).При этом относительный разброс напряжения пробоя опыт ных образцов разрядников отличался мало, но напряжение пробоя, по сравнению с разрядниками с известной смесью, составляет для перечисленного ряда инертных газов: 0,85, 0,78, 0,52, 0,36, 0,33. Таким образом гелий. и неон применимы, если снижение пробивного напряжения разрядников несущественно. Наименьшие пробивные напряжения наблюдаются при введении криптона и ксенона. В случае применения аргона напряжение пробоя выше, но большим достоинством аргона. является его значительно меньшая стоимость по сравнению с другими инертными газами.

При .газовом наполнении следующего объемного состава: криптон — 96,5%; кислород — 1, 5%; углекислый газ — 2%, при давлении газовой смеси 70-90 мм рт. ст., опытные образцы разрядников с алюминиевыми катодами, дополнительно отформированными во время откачки и оттренированными после отпайки прибо" ров, обеспечивают в импульсном режиме долговечность, в 4 раза превышающую установленную техническими условиями, при этом напряжение пробоя ос тается в пределах 340-500 В.

Предлагаемый зашитный разрядник позволяет увеличить долговечность при работе в импульсном режиме с обеспечением стабильности электрических параметров. Разрядник, несмотря на присутствие в газовой смеси компонентов с высоким потенциалом ионизации, несложно выполнить в условиях серийного производства с невысоким напряжением пробоя, порядка 400 B„ при необходимой надежности работы разрядника, что обеспечивает безопасную эксплуатацию большинства типов линий связи, Газонаполненный защитный разрядник, содержащий алюминиевый катод и по крайней мере один анод, расположенные в герметизированном корпусе, заполненом газовой смесью, включающей кислород и углекислый гаэ, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения долговечности при обеспечении низкого напряжения пробоя, в состав газовой смеси дополнительно введен инертный газ при следующем соотношении компонентов, об.%

Кислород 0,3-10,0

Углекислый гаэ 0,3-10,0

Инертный газ Остальное„

997132

Составитель В. Гомэин

Редактор м. Дылын техред А.Бабинец Корректор м. Демчик

Мираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11.3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал IIIIII Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 946/72

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. 1ягунов Г.A. 9лектровакуумные и полупроводниковые . приборй.

М., -Л., Госзнергоиздат, 1962; с. 344.

2. Авторское свидетельство СССР

9 303673, кл. Н 01 J 17/20, 1962.