SU320216A1 - Дуговой вентиль - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к дуговым вентил м, примен емым, преимущественно, в сильноточной импульсной технике дл  коммутации токов с помощью газоразр дного прибора.

В основном авт. св. № 223918 описан дуговой вентиль, содержащий замкнутую чашеобразную металлическую разр дную камеру, выполн ющую роль полого катода, и изолированный анод, расположенный вблизи верхнего свода камеры на рассто нии, при котором электропрочность верхнего зазора исключает возможность возникновени  в нем разр да .

При повыщении амплитуды токов до 350 ка в известных вентил х, наступает интенсивное разрушение электродов, сопровождающеес  повышенным газовыделением. В результате снижаетс  электрическа  прочность прибора и сокращаетс  срок его службы. Поэтому, когда необходимо повысить амплитуду тока вентили приходитс  параллельно соедин ть. Параллельное соединение не только уменьшает ток, проход щий через каждый вентиль, но снижает индуктивность коммутирующего устройства . Однако, параллельна  работа двух газоразр дных приборов требует синхронизации их запуска, что предъ вл ет жесткие и не всегда осуществимые требовани  к поджигающим устройствам. При этом чем больше частота колебательного процесса разр да, тем

меньше должен быть разброс зажигани  двух параллельно включенных приборов.

В дуговых вентил х с полым катодом разр д зажигаетс  или с помощью инжектируемой в 5 основной разр дный промежуток плазмы вспомогательного разр да, или с помощью импульсного магнитного пол , создаваемого расположенным вокруг катода соленоидом, при кратковременном подключении его обмотки к

0 источнику посто нного напр жени . Такие

системы поджигани  имеют сравнительно

большой разброс времени зажигани  дуги в

вентиле.

Цель изобретени  - повысить предельное

5 значение коммутируемого тока.

Достигаетс  она тем, что вентиль содержит второй анод у противоположного свода камеры , и металлическую перегородку, расположенную симметрично относительно анодов и

0 перекрывающую, по крайней мере, большую часть поперечного сечени  камеры.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый вентиль, общий вид; на фиг. 2 - схема включени  вентил  в колебательный контур с

5 секционированной конденсаторной батареей, на фиг. 3 - схема включени  вентил  дл  закорачивани  индуктивности (клампинг).

между собой через отверстие в перегородке. Вблизи основани  камеры расноложены металлические или графитовые аноды 3, в зазоре между анодами и основани ми камер - металлические экраны 4, изолированные от анодных вводов и катода изол торами 5-7 и снабженные выводами дл  подсоединени  внешних делителей напр жений 8. Составные части катода (камера и перегородка) вакуумно уплотнены между собой прокладками 9. Соленоид 10, расположенный вокруг катода, фиксируетс  регулировочными винтами 11. В вентиле предусмотрено вод ное охлаждение анодных вводов и катода. Дл  этого в камере и перегородке имеютс  сообщающиес  между собой вод ные рубащки, а токоподвод щие анодные вводы 12 выполн ютс  полыми. Воздух из камеры откачивают через коллектор 13 и канал в перегородке 2 форвакуумным насосом .

При включении дугового вентил  в схему колебательного контура дл  его зажигани  необходимо подать импульс тока на соленоид 10. Конфигураци  наведенного магнитного пол  в разр дных промежутках такова, что в каждом разр дном промежутке силовые линии дважды пересекают катод, не проход  через анод. При положительном напр жении на анодах в результате пересечени  силовых линий электрического и магнитного полей в разр дных промежутках возникают потенциальные ловушки, попав в которые, электроны совершают колебательные движени  вдоль силовых линий магнитного пол , одновременно дрейфу  вокруг оси системы. Двига сь достаточно долго, электроны производ т ионизацию в услови х, когда длина свободного пробега значительно больще длины разр дного промежутка . В результате ионизации в обоих разр дных промежутках одновременно возникает разр д. Этому способствует также проникновение плазмы через отверстие в перегородке из одной разр дной камеры в другую.

Помимо применени  в режиме колебательного разр да предлагаемый вентиль, благодар  свойствам полого катода, может быть использован дл  получени  однопол рных импульсов тока с крутым фронтом. Однопол рнуе импульсы тока можно получить при включении коммутирующего устройства в схему закорачивани  индуктивности (клампинг). 5 Емкость 14 своим положительным выводом подключена к аноду верхнего разр дного промежутка устройства, а отрицательный вывод конденсаторной батареи - к аноду нижнего промежутка и к незаземленному зажиму ин0 дуктивной нагрузки 15.

После подачи импульса тока на соленоид в верхней камере устройства возбуждаетс  дуговой разр д и емкость 14 начинает разр жатьс  через нагрузку 15. В нижней камере

5 благодар  вентильным свойствам полого катода при отрицательной пол рности на аноде дуговой разр д не возникает. Через промежуток времени, соответствующий 1/4 периода разр да, ток в нагрузке достигает своего мак0 симального значени , а напр жение на емкости и нагрузке становитс  равным нулю. Энерги  конденсаторной батареи преобразуетс  в энергию магнитного пол  нагрузки. Затем начинаетс  обратный процесс перезар дки емкости. Папр жение на аноде нижней камеры становитс  положительным и, когда потенциал анода достигает значени  напр жени  зажигани  разр да, в нижней камере возникает дуговой разр д, который закорачивает нагрузку 15. Длительность спадающей части импульса зависит от величины отношени  индуктивности к активному сопротивлению контура, образованного нижним разр дным промежутком коммутирующего устройст5 ва и нагрузкой.

Предмет изобретени 

Дуговой вентиль по авт. св. № 223918, о т0 личающийс  тем, что, с целью повышени  предельного значени  коммутируемого тока , он содержит второй анод у противоположного свода камеры, и металлическую перегородку , расположенную симметрично относи5 тельно анодов и перекрывающую, по крайней мере, большую часть поперечного сечени  камеры .

/ J