Газотрони. Конструкція, характеристики, принцип дії.
Газотрон представляет собой стеклянный баллон, наполненный парами ртути или инертными газами под низким давлением (от тысячных долей до нескольких мм рт. ст.), с двумя электродами: анодом и накаливаемым катодом. В некоторых типах высоковольтных газотронов используется вспомогательный электрод (вольфрамовый катод), расположенный вблизи анода, для снижения потенциала зажигания. Материалом для анодов служит никель или графит. Лучшим является графит.
Наибольшее давление — в низковольтных газотронах с аргоновым наполнением, рассчитанных на рабочие напряжения до 500 в. Относительно меньшее давление — в высоковольтных газотронах, рассчитанных на рабочие напряжения от 1,5 до нескольких сотен киловольт. Баллоны таких газотронов наполнены парами ртути, аргоном, криптоном, ксеноном или их смесями.
Низковольтные газотроны работают при температуре окружающей среды от —60 до +70° С. Высоковольтные газотроны — при температуре от 15 до 35° С.
В газотронах малой и средней мощности применяются оксидные катоды прямого накала. В газотронах большой мощности — косвенного накала (подогревные катоды). В низковольтных газотронах катоды изготовлены из торированного молибдена. В некоторых газотронах катод никелевый, активированный смесью углекислых солей бария, стронция и кальция.
Типичные вольтамперные характеристики газотронов
Как и любой ионный прибор, газотроны предназначены для работы на активную и индуктивную нагрузку. При использовании их с ёмкостной нагрузкой быстро происходит отравление катода и прибор выходит из строя.
В газотронах на средние и низкие напряжения потенциал зажигания превышает падение напряжения в дуге на 5-8 В. Для секционированных газотронов с наполнением инертными газами и рабочим напряжением 10-20 кВ потенциал зажигания может превышать падение напряжения в дуге на порядок и более.
Типичные конструкции газотронов:
Ігнітрони. Конструкція, характеристики, принцип дії.
Устройство
игнитрона:
1 – Анод, 2 – Катод, 3 – Поджигающий
электрод, 4 – Ртуть, 5 – Изоляторы, 6 –
Охлаждающая жидкость.
Ртутный выпрямитель, игнитрон — одноанодный ионный прибор с ртутным катодом и управляемым дуговым разрядом. Применяется в качестве ртутного электрического вентиля в мощных выпрямительных устройствах, электроприводах, электросварочных устройствах, тяговых и выпрямительных подстанциях и т. п. со средней силой тока в сотни ампер и выпрямленным напряжением до 5 кВ[1].
Для игнитрона характерно незначительное падение напряжения(15—20 В) и высокий КПД(98—99 %)
Принцип действия. Испускание электронов, вызывающее основной дуговой разряд между анодом и катодом, происходит при положительном напряжении на аноде с одного или нескольких ярко светящихся участков катода (катодных пятен). Катодные пятна создаются вспомогательной дугой, которая образуется периодически перед зажиганием основной дуги пропусканием импульсов тока амплитудой до нескольких десятков ампер и длительностью несколько миллисекунд через поджигающий электрод (зажигатель) из карбида бора, частично погружённый в жидкую ртуть катода. Изменяя момент зажигания вспомогательной дуги, можно управлять началом зажигания основной дуги и тем самым регулировать среднее значение силы выпрямленного анодного тока от максимальной до нуля.