Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
ПРИНЦИП РАБОТЫ ИСКРОВЫХ РАЗРЯДНИКОВ
В зависимости от назначения, условий работы и конструкции в искровом разряднике могут использоваться свойства импульсного искрового разряда, дугового разряда и реже тлеющего разряда. Наиболее широко применяется искровой разряд, характеризующийся низким падением напряжения в разрядном промежутке и большими токами. В низковольтных разрядниках (до 500 В), предназначенных для коммутации токов в несколько ампер длительностью единиц микросекунды при приложении напряжения, выше напряжения пробоя или равного ему, возникает сначала тлеющий разряд, который при дальнейшем повышении напряжения быстро переходит в дуговой. В высоковольтных разрядниках, предназначенных для коммутации импульсов тока длительностью несколько десятков микросекунд, возникает импульсный искровой разряд. Рассмотрим механизм возникновения искрового разряда в разрядниках. Известно, что искровой разряд возникает при большой разнице потенциалов между электродами и при больших давлениях. До возникновения искрового разряда потенциал зажигания высок, однако после пробоя междуэлектродного промежутка напряжение на нем падает. В искровом канале возникают высокие температуры (более 10 000 К) и большие токи, достигающие тысяч ампер. Если мощность источника питания и время прохождения тока недостаточны для возникновения и поддержания стационарного дугового разряда, искра является конечной стадией развития разряда при переходе из несамостоятельного в самостоятельный. Явления в искровом разряде хорошо объясняются теорией стриммеров, согласно которой ионизированный канал возникает в междуэлектродном промежутке благодаря фотоионизации газа при коротковолновом излучении головки основной лавины. При этом происходит образование лавин, сливающихся с основной в один мощный стример. Образование стримера может происходить при выполнении двух условий: 1) пробой наступает, когда поперечное электрическое поле возникшей лавины становится примерно равным по величине продольному полю разряда между электродами. При этом фотоэлектроны вместе с образуемыми ими новыми побочными лавинами будут вливаться в канал основной лавины; 2) вместе со слиянием побочной и основной лавин должна увеличиваться напряженность поля и образовываться такое количество фотонов, которое было бы достаточно для поддержания и распространения стримера. Схема, изображающая развитие искровых каналов, показана на рис. 2.
Рис.2. Схема образования положительного стримера: а − начало развития основной лавины (стрелками показаны силовые линии результирующего электрического поля лавины); б − основная лавина достигла анода (I−IV − побочные лавины, образованные под действием фотонов); в − побочные лавины сливаются с основной, образуя стример; г − образование стримера завершено.
ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В РАЗРЯДНИКЕ
Если на электроды двухэлектродного неуправляемого разрядника подать напряжение, достаточное для его пробоя, т. е. создать в междуэлектродном промежутке такую напряженность электрического поля, которая обеспечит условие перехода разряда из несамостоятельной формы в самостоятельную, разрядник пробьется. Сопротивление междуэлектродного промежутка при этом изменится практически до десятых и сотых долей ома. В момент пробоя напряжение в нем резко падает, а через разрядник протекает практически ток короткого замыкания, величина и форма которого будет зависеть от величины и характера нагрузки. Ток в междуэлектродном промежутке будет проходить через высоко-ионизированный канал разряда до тех пор, пока энергия, поступающая от источника питания в канал разряда в единицу времени, не станет меньше мощности потерь разряда. Как только это случится, разряд прекращается. Наступает деионизация междуэлектродного промежутка, и разрядник возвращается в первоначальное состояние. Механизм зажигания разряда в трёхэлектродном разряднике можно представить следующим образом. При подаче на поджигающий электрод напряжения управляющего импульса происходит пробой вспомогательного промежутка (катод ─ поджигающий электрод). Промежуток между катодом и поджигающим электродом замыкается разрядом, и все напряжение между катодом и анодом разрядника будет приложено к промежутку анод ─ поджигающий электрод, длина которого меньше, чем длина промежутка анод катод. Благодаря этому напряженность электрического поля в промежутке поджигающий электрод ─ анод возрастает и создаются условия для пробоя этого промежутка и всего промежутка между основными электродами. Кроме того, предварительное зажигание вспомогательного разряда приводит к выходу электронов из канала вспомогательного разряда под действием поля анода в область между анодом и поджигающим электродом, вызывая в последнем интенсивное возбуждение и ионизацию газа, способствующую зажиганию основного разряда.
УСТРОЙСТВО РАЗРЯДНИКОВ
Разрядник представляет собой систему двух или трёх электродов, помещённых в оболочку (баллон), которая заполняется либо чистым инертным газом или смесями инертных газов, либо водородом, воздухом, кислородом в смеси с водяными парами, углекислым газом. Баллон может быть стеклянным, металлостеклянным или металлокерамическим. Выбор конструктивного оформления зависит от давления газа в приборе и режимов его эксплуатации. Давление газа в искровом разряднике составляет величину от нескольких десятков до нескольких тысяч мм рт. ст. В искровом разряднике наиболее часто используются активированные электроды: оксидированный или торированный вольфрам; никель, покрытый калием или барием; сплавы вольфрама, никеля и окиси бария (ВНБ-3). Применяются также чистые металлы: вольфрам, нержавеющая сталь, молибден, алюминий. В дальнейшем мы рассмотрим устройство и технологию изготовления коммутирующего разрядника РК-161-1.
|
||
Последнее изменение этой страницы: 2018-06-01; просмотров: 258. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |