ДВУХЭЛЕКТРОДНЫЙ ГАЗОНАПОЛНЕННЫЙ РАЗРЯДНИК

Полезная модель относится к области газоразрядной техники и может быть использована при создании газоразрядных приборов, в частности искровых газонаполненных разрядников, предназначенных для коммутации импульсов тока микросекундной длительности.
Известен газонаполненный разрядник, содержащий цилиндрический корпус с держателями электродов и наполненный смесью рабочего газа. В рабочий газ введена добавка радиоактивного изотопа водорода - трития, обеспечивающая стабилизацию первого пробоя прибора. Патент РФ №2234780, МПК Н01Т 1/20, H01J 17/20, 20.08.2004.
Недостатком данного разрядника является использование радиоактивного изотопа водорода - трития в газовом наполнении, применение которого требует соблюдения комплекса дорогостоящих мер для обеспечения безопасности производственного процесса.
Известен газонаполненный разрядник, у которого между электродами - анодом и катодом - зажат диэлектрик. При подаче импульса напряжения на анод под действием возрастающего электрического поля вдоль поверхности диэлектрика формируется разряд. В момент, когда напряжение на электродах достигает определенной величины, происходит пробой и замыкание межэлектродного промежутка. Напряжение, при котором происходит пробой, называется импульсным напряжением пробоя разрядника. Ильина О.Г., Козловская Т.И. Исследование напряжений пробоя по поверхности слюды в микронных газовых промежутках. - Вопросы атомной науки и техники, Серия: Ядерное приборостроение. Выпуск 2 (25), 2008. - С. 63. Данное техническое решение принято в качестве прототипа. Недостатками прототипа является то, что поверхности диэлектрика и катода не являются идеально гладкими и поэтому соприкасаются друг с другом лишь микровыступами, образуя так называемые тройные точки контакта «металл - диэлектрик - газ», которые заглублены относительно зоны развития разряда, что приводит к появлению микрозазоров между катодом и диэлектриком. Данное обстоятельство может приводить к тому, что распространение электронов вдоль поверхности диэлектрика в направлении анода будет происходить в область более слабых полей с уменьшением количества актов ионизации, что может привести к нестабильности импульсного напряжения пробоя разрядника.
Данная полезная модель устраняет недостатки прототипа.
Техническим результатом полезной модели является стабилизация импульсного напряжения пробоя разрядника.
Технический результат достигается тем, что обеспечивается плотный контакт между диэлектриком и катодом и тем самым предотвращается заглубление тройных точек и образование микрозазоров. Создание плотного контакта между диэлектриком и катодом реализуется путем нанесения металлической пленки толщиной от 3 до 6 мкм на поверхность диэлектрика, которая в данном случае является продолжением катода. При этом будет обеспечено образование тройных точек на внешней границе контакта диэлектрика и напыленной металлической пленки и отсутствие микрозазоров, что в процессе работы приведет к стабилизации импульсного напряжения пробоя разрядника. В качестве материала для создания металлической пленки можно использовать, например, алюминий.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где схематично представлен разрядник. Разрядник состоит из катода 1, анода 2, плотно зажатого между ними диэлектрика 3 с нанесенной на его поверхность тонкой металлической пленкой 4. Катод 1, анод 2 и диэлектрик 3 располагаются в полом цилиндрическом стакане 5, выполненном из электроизоляционного материала - алюмооксидной керамики, который сверху герметично соединяется со штенгелем 6 посредством электронно-лучевой сварки.
Двухэлектродный газонаполненный разрядник работает следующим образом. На анод подается импульс напряжения положительной полярности, создающий в межэлектродном промежутке нарастающее электрическое поле; свободные электроны, эмитируемые с катода, под воздействием поля набирают энергию и ионизуют атомы газа; создается проводящая среда в межэлектродном промежутке и осуществляется коммутация разрядника. Локальное повышение напряженности электрического поля в зоне тройной точки, на границе плотного контакта «металл - диэлектрик - газ», приводит к увеличению количества эмитируемых электронов и скорости роста плотности ионизации в газе, что стабилизирует газоразрядные процессы. Отсутствие заглубления относительно области разряда тройных точек и увеличение их концентрации в межэлектродном промежутке в свою очередь приводит к стабилизации импульсного напряжения пробоя разрядника.