ФУНКЦИИ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ИСКРОВЫМИ РАЗРЯДНИКАМИ. КЛАССИФИКАЦИЯ РАЗРЯДНИКОВ

СОДЕРЖАНИЕ

Содержание.

Часть I. Обзор литературы.

    Введение

1.Функции, выполняемые искровыми разрядниками. Классификация разрядников.

2.Принцип работы искровых разрядников.

3.Процессы, происходящие в разряднике.

4. Устройство разрядников.

Часть II. Конструкция и технология изготовления разрядника РК-161-1.

    1. Основные параметры разрядника РК-161-1.

2. Конструкция разрядника РК-161-1.

3. Технология изготовления РК-161-1.

4. Процесс откачки и наполнения разрядника.

Список использованной литературы.

Часть I. Обзор литературы.

ВЕДЕНИЕ

Искровые разрядники представляют собой самостоятельный класс газоразрядных приборов. Это безнакальные двух- или трёхэлектродные приборы, способные, под воздействием приложенного напряжения резко изменять свою проводимость и пропускать боль­шие токи. По сравнению с другими приборами аналогичного назна­чения (импульсными тиратронами, тиристорами и тригатронами) они имеют ряд преимуществ:

· отсутствие накала;

· практически мгновенная готовность к работе;

· высокий к. п. д. при больших уровнях коммутируемых энергий;

· высокие рабочие напряжения и токи коммутации при минимальных габаритных размерах  и  массе прибора;

· способность работать в широком интервале изменения тем­пературы окружающей среды;

· устойчивость к значительным токовым  перегрузкам;

· простота конструкции и технологии производства.

Однако, несмотря на эти преимущества, широкое использование искровых разрядников ограничивалось нестабильностью электриче­ских параметров, низкой долговечностью и надежностью. Например, разброс напряжения пробоя первых типов неуправляемых разряд­ников достигал 50% от номинального значения. Первыми управляе­мыми разрядниками были разрядники тригатронного типа. Они вы­пускались в небольших количествах, работали в узкой области напряжений и имели большую нестабильность зажигания во времени.

За последние годы благодаря достигнутым успехам в области физики газового разряда, усовершенствования конструкции и ис­пользования новых материалов созданы долговечные и надежные искровые разрядники, отвечающие современным требованиям. Ста­бильность напряжения пробоя современных разрядников, используе­мых в качестве коммутирующих элементов, достигает 10—15%. Значительно расширен диапазон рабочих напряжений управляемых разрядников, а стабильность их срабатывания во времени доведена до десятых долей микросекунды.

Благодаря улучшению параметров искровых разрядников об­ласть их применения в последнее время значительно расширилась. В настоящее время искровые разрядники применяются:

· в аппаратуре связи для защиты воздушных, кабельных и
проводных линий связи от внешних перенапряжений;

· для защиты входных цепей приемников;

· в измерительной технике для изменения формы импульсов;

· в автоматике и телемеханике для коммутации цепей при
автоматизации технологических процессов;

· на транспорте для зажигания газотурбинных двигателей вну­треннего сгорания;

· в медицине для коммутации высоковольтных импульсов, по­даваемых на рентгеновские трубки;

· в ядерной и экспериментальной физике для коммутации це­пей возбуждения плазмы и т. д.

Искровые разрядники являются ответственными элементами радиотехнических устройств. Надежная работа искровых разрядни­ков зависит не только от качества самих приборов, но также и от правильности их применения и эксплуатации.

ФУНКЦИИ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ИСКРОВЫМИ РАЗРЯДНИКАМИ. КЛАССИФИКАЦИЯ РАЗРЯДНИКОВ

Основным назначением искровых разрядников является защита линий связи и элементов аппаратуры от опасных перенапряжений и коммутация цепей в различной радиоэлектронной и электротех­нической аппаратуре.

Искровые разрядники, как правило, работают в двух режимах: в режиме одиночных включений, когда частота коммутации значи­тельно меньше одного импульса в секунду (защитные разрядники), и в режиме периодических включений, когда частота коммутации более одного импульса в секунду (коммутационные разрядники).

Типовые схемы включения разрядников в аппаратуру приведе­ны на рис. 1.

Защитные разрядники обычно подключаются параллельно тем элементам (или цепям), на которых могут возникать перенапряжения, приводящие к выходу их из строя. В качестве защитных разрядников могут быть использованы как неуправляемые (двухэлектродные), так и управляемые (трёхэлектродные) разрядники. Защитные разрядники, как было указано выше, работают в режиме ожидания, т. е. на электроды разрядников подано напряжение меньше потенциала зажигания. При возникновении различных перенапряжений в цепи или пробоя в элементе на электроде неуправляемого разрядника возникает напряжение, которое превышает напряжение зажигания, и разрядник пробивается. В момент пробоя сопротивление разрядного промежутка изменяется до десятых и сотых долей ома; при этом элемент (или цепь), к которому подключен разрядник, шунтируется его малым внутренним сопротивлением и тем самым предохраняется от повреждения.

При использовании в качестве защитного элемента управляемого разрядника на его поджигающий электрод подается опорное напряжение (полученное за счет деления рабочего напряжения с помощью делителя), которое меньше напряжения управляющего импульса. При пробое в элементе на поджигающий электрод подаётся импульс управляющего напряжения, по величине превосходящий (в сумме с опорным напряжением) напряжение зажигания между поджигающим электродом и катодом. Зажигание вспомогательного разряда приводит к пробою основного промежутка (между анодом и катодом) и шунтированию элемента внутренним сопротивлением разрядника.

Коммутационные разрядники находят широкое применение в различных схемах релаксационных генераторов и служат ключом при разряде ёмкости на нагрузку. В качестве коммутационных разрядников могут быть использованы как управляемые, так и неуправ­ляемые разрядники.

В зависимости от характера процессов и среды, в которой про­исходит перенос зарядов, разрядники делятся на три группы: ва­куумные, газоразрядные (газонаполненные) и полупроводниковые.

Вакуумные ─ трёхэлектродные разрядники (тригатроны), инициирование пробоя у которых происходит при подаче напряжения управляющего импульса между поджигающим электродом и катодом.

Рис.1. Типовые схемы включения разрядников в аппаратуру:

а − защита импульсного тиратрона ИТ с помощью неуправляемого разрядника (ЗР);

б − защита клистрона (Кл) с помощью управляемого разрядника (ЗР);

в − схемы релаксационного генератора на неуправляемом разряднике (Кр).

В отличие от газоразрядных разрядников они имеют значи­тельно меньшую долговечность.

Газоразрядные (искровые) разрядники могут быть классифици­рованы по принципу действия (управляемые и неуправляемые), выполняемым функциям (защитные и коммутационные), конструк­тивному виду и оформлению (стеклянные, металлостеклянные, металлокерамические), по виду катода (чистометаллические и бариевые). Особую группу составляют высокочастотные разрядники, которые подразделяются на резонансные СВЧ разрядники и нерезо­нансные ВЧ разрядники.

Полупроводниковые разрядники по своей структуре и форме вольтамперной характеристики делятся на кремниевые симметрич­ные ограничители напряжения (типа КСОН-5, КСОН-10), силовые кремниевые тиристорные переключатели (серии ТП) и кремниевые силовые симметричные вентили-переключатели (серии ВКДПС). Симметричный ограничитель напряжения серии КСОН имеет две конструктивные модификации: 1) таблеточная конструкция, гермети­зированная эпоксидным компаундом, 2) металлостеклянная. Крем­ниевые тиристорные серии ТП и кремниевые силовые симметричные вентили-переключатели серии ВКДПС выполняются с воздушным и водяным охлаждением.

Наибольшее распространение для защиты линий связи и эле­ментов аппаратуры от опасных перенапряжений, а также для ком­мутации цепей в различной радиоэлектронной аппаратуре получили газоразрядные и полупроводниковые приборы.