разрядного промежутка снижается до десятых-сотьгх долей ома, что приводит к шунтированию тиратрона и его защите.

Управляемые разрядники часто используют для комм)ггации последовательно включенных с ними импульсных источников света. На рис. 30.2 изображена схема такого рода, используемая в стробоскош-ческой технике. Последовательное с импульсной лампой включение разрядника F позволяет повьюить частоту вспышек до 3 кГц, что почти на два порядка выше рабочей частоты самой импульсной лампы.

30.2. ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

Анализ описанных схем позволяет выделить следующие основные параметры разрядников: статическое и динамическое напряжения пробоя, диапазон рабочих напряжений, время запаздьшания возникновения разряда, время восстановления злектрической прочности.

Напряжение пробоя междузлектродного промежутка, соответствующее кривой Пашена (обычно ее правой ветви), назьшается статическим напряжением пробоя С/пр,ст- Разрядник пробивается при статическом напряжении пробоя только, когда напряжение на нем повышается очень медленно. Фактически пробой происходит при конечной скорости нарастания напряжения, в связи с чем вводится такой параметр, как динамическое напряжение пробоя, определяемое как

Спр.дин = Спр, ст + (du/dt), (30.1)

где du/dt - скорость нарастания напряжения на аноде; - время запаздьшания возникновения разряда. Очевидно, что динамическое напряжение пробоя зависит от схемы включения через du/dt и от конструкции разрядника и условий эксплуатации через Тд.

Как указьшалось в гл. 25, время запаздьшания возникновения разряда складьшается из двух составляющих - времени статистического запаздьшания возникновения разряда т-г и времени формирования разряда Тф. В разрядниках, где используются сравнительно высокие давления наполняющего газа (не ниже 13 кПа), время формирования разряда Тф < 10" с и иногда даже Тф = 10"* -10"* с. Поэтому на практике приходится учитьшать только время статистического запаздьшания Тех, которое лежит в микросеку1щном диапазоне.

Для уменьшения статистического времени запаздьшания в разрядниках используется облучение. междуэлектродного промежутка светом от источника ультрафиолетового излучения или от близко расположенной поджигающей искры. В другом способе в газоразрядный промежуток вводится радиоактивный изотоп, например Ni*, являющийся источником /3-излучения (быстрых электронов).

Статистическое запаздьшание возникновения разряда зависит от перенапряжения, приложенного к промежутку, т. е. AU„p = С/пр,дин -

- fp, ст- Эту зависимость можно выразить эмпирической формулой т„ = Го/(ДС/пр/С/„р,„), (30.2)

где То - константа, зависящая от конструкщ1и и внешних условий.

Легко видеть, что при перенапряжении, равном нулю, тт стремится к бесконечности, d при росте перенапряжения быстро снижается. Диапазон рабочих напряжений задается верхней и нижней границами. Под верхней границей понимается максимальное рабочее напряжение между анодом и катодом, при котором не возникают самопроизвольные разряды без подачи поджигающего импульса. Под нижней границей понимается минимальное напряжение, при котором каждый поджигаю-дий импульс вызьтает пробой основного разрядного промежутка. Этот параметр относится только к управляемым разрядникам, которые таким образом работают при напряжениях, лежащих внутри диапазона рабочих напряжений.

Частотные свойства разрядников определяются временем восстановления электрической прочности междуэлектродного промежутка. После прекращения тока газовый промежуток заполнен сильно ионизированным газом и является проводящим. В результате спада концентрации заряженных частиц у катода образуется ионный слой. Электрическая прочность промежутка всецело определяется этим слоем. С увеличением времени, прошедшего после прекращения тока, толщина слоя и электрическая прочность промежутка возрастают. Когда слой пере-крьшает промежуток, достигается почти полная первоначальная электрическая прочность.

Основные процессы, влияющие на срок службы искровых разрядников, - это связанные между собой распыление электродов и поглощение наполняющего газа. Распыление электродов обусловлено бомбардировкой катода ионами Скорость распьшения обратно пропорциональна давлению. С ростом давления скорость понижается, поскольку большее число частиц, вьшетевших из катода, возвращается назад в результате отражения от частиц газа. Указанная зависимость хорошо выполняется в диапазоне давлений 10-100 кПа.

Одновременно с распьшением катода в работающем разряднике происходит интенсивное поглощение газа. Это явление связано с абсорбцией молекул или атомов газа материалом, вьшетевшим из катода. Прежде всего поглощаются химически активные газы (кислород, водород), при мощных разрядах происходит интенсивное поглощение и инертных газов. Уменьшение давления газа приводит не только к снижению пробивных напряжений разрядника, но и к увеличению скорости катодного распьшения. В результате процесс поглощения нарастает лавинообразно.

30.3. типы РАЗРЯДНИКОВ

Рассмотрим конкретные типы разрядников. В линиях связи как защитные применяются двухзлектродные» разрядники с бариевым катодом. Последний получается путем нанесения на никелевые электроды окиси бария, которая в разряде или при нагреве разлагается на Ва и О. Пленка окиси бария на катоде снижает работу выхода и стабилизирует условия возникновения разряда. Подобные защитные разрядники заполняются смесью неона с аргоном или чистым аргоном. Конструкция трехэлектродного разрядника изображена на рис. 30.3. В нем использованы бисшральные вольфрамовые электроды Э, покрытые двойным карбонатом бария и стронция. Использование биспирали увеличивает запас активного вещества в катоде и повыщает срок службы.

На рис. 30.4 показан разрядник, применяемый для коммутации в системах зажигания газотурбинных двигателей внутреннего сгорания. Использование двух газовых зазоров позволяет получить высокие пробивные напряжения при сохранении малых междуэлектродных расстояний. Этим обеспечивается ускорение восстановления электрической прочности прибора. В качестве материала электродов 5 использован листовой вольфрам. При нагреве на воздухе он образует стойкий оксид, предотвращающий распьшение материала катода.

Электроды крепятся на массивных медньгх выводах 2, обеспечивающих хороший теплоотвод. Эти вьшоды через коваровые чашечки 1 соединяются со стеклянным цилиндром 3. Через отверстие 4 в одном из вьшодов производится откачка прибора и заполнение его трехком-понентной смесью газов (10% Ог + 40% СОг + 50% N2) под давлением, близким к атмосферному.

Рис. 30.3. Конструкция трехэлектродного защитного разрядника

Рис. 30.4. Конструкция коммутационного разрядника с двумя газовыми зазорами