Разрядники низкого давления. Вакуумные разрядники. Импульсные водородные тиратроны. Псевдоискровые разрядники, страница 6

Таблица 12.2. Характеристики металлокерамических тиратронов

§ 12.3  Псевдоискровые разрядники

Псевдоискровые разрядники (ПИР) - это разрядники низкого давления, которые, как и тиратроны, работают в левой ветви кривой Пашена, когда длина свободного пробега электрона l > d. По конструктивным особенностям и по механизму пробоя они также сходны с тиратронами. Отличительной особенностью является то, что в ПИР используется полый холодный катод, внутри которого расположен узел инициирования разряда. При сравнении конструкции тиратрона на рис. 2 и типичной конструкции псевдоискрового разрядника можно заключить, что в разряднике роль полого катода выполняет сетка, на которую замыкается основной ток, а катодный узел используется только для инициирования разряда. В связи с этим ПИР иногда называют тиратроном с заземленной сеткой. Разные конструкции ПИР имеют скорость роста тока dI/dt » 10¹² А/с, амплитуду импульса до 200 кА, частоту следования импульсов до 10²¸10⁴ Гц, время задержки пуска t_з порядка 100 нс, нестабильность Dt_зв несколько наносекунд. Количество импульсов, которые выдерживают такие разрядники без разрушения, иногда превышает 10⁸.

Общий принцип инициирования разряда в приборе сводится к созданию плазмы в катодной полости тем или иным способом. В результате вначале в системе электродов зажигается импульсный плотный тлеющий разряд с холодным катодом. Характеристики такого типа разряда были исследованы Клярфельдом с сотрудниками [16]. По мере роста тока на последующих этапах своего развития плотный тлеющий разряд трансформируется в так называемый сверхплотный тлеющий разряд и далее в дугу с контрагированной привязкой катодного пятна

Схематическое расположение электродов в разряднике показано на рис. 3. Давление газа и межэлектродные расстояния в разряднике устанавливаются так, чтобы основной разрядный промежуток А-К имел напряжение пробоя, находящееся на левой ветви кривой Пашена, а напряжение поджигающего промежутка А-У около минимума. До поступления пускового импульса между пусковым электродом Уи катодом К горит «дежурный» разряд с током 10 мкА. После прихода отрицательного пускового

Рис. 12.3. Конструкция разрядника низкого давления. А – анод; К – катод; О – отверстие; У– управляющий электрод импульса на электрод У промежуток У-К пробивается; при этом электроны через отверстие О в катоде устремляются к аноду и вызывают главный разряд между анодом А и катодом К. Такие разрядники работают в диапазоне рабочих напряжений 2-10 кВ при амплитуде пускового импульса 2 кВ и крутизне роста тока 10¹⁰А/с. Время задержки запуска составляет 20-40 нс, рабочий ток до 5 кА.

Современные ПИР имеют различные системы получения инициирующей плазмы, такие, как ультрафиолетовое облучение катодной полости, разряд по поверхности диэлектрика, а также вспомогательный тлеющий разряд, аналогичный [17]. В развитии современных псевдоискровых разрядников сыграли роль работы [18–22].