к предельно достижимому минимуму вероятность появления обратных зажиганий;

2) наличие управляющей сетки 4, экранированной снизу конусной вставкой 5 и деионизационным фильтром 6. Вставка фиксирует положение цилиндрической сетки 7, на которой она закреплена. Сетка препятствует проникновению катодного пятна на корпус и способствует более быстрому повышению давления паров при включении экзитрона в работу;

3) катод 8 изолирован от корпуса защитной эмалью и слоем стекла. Вводы к зажига-телю и аноду возбуждения (на рисунке не показаны) проходят через стеклянные шайбы;

4) наличие фиксации катодного пятна с помощью погруженного в ртуть катода молибденового колпачка 9. Режим фиксации заключается в том, что вместо беспорядочно перемещающегося по поверхности ртути катодного пятна (при больших токах имеется несколько пятен) оно вытягивается в линию на границе смачивания молибдена ртутью. Линейная плотность тока в таком пятне достигает значений 15-20 а/см. При больших плотностях тока катодная линия отрывается от фиксатора и превращается в беспорядочно перемещающееся пятно.

Помимо заметного уменьшения катодного падения напряжения (до 7-8 в вместо 10 в при свободно перемещающемся пятне), фиксация катодной линии обеспечивает также значительное ослабление интенсивности испарения и почти полное исчезновение вылетающих из катода рт тных капель. Поэтом при фиксации пятна защитный

Рис. 7.43.

Конструктивный экзитрона

разрез мощного

экран, отражающий потоки паров и ртутные капли, в экзитрон не вводится.

Для того чтобы фиксация пятна была устойчивой, молибденовый колпачок должен хорошо охлаждаться, для чего внутрь его вводятся водоподводящая и водоотводящая трубки 10.

На рис. 7.43 приведен разрез серийно выпускаемого мощного экзитрона (тип РМНВ-500) на средний ток 500 а и максимальный ток 1500 а.

В качестве зажигателя используется полупроводниковый стержень / из карбида бора, а в качестве анода возбуждения 2 - графитовый стержень, размещаемый в отдельном патрубке 4.

От ртутных струй и ртутных капель анод защищен графитовым диском - экраном 3, выполняющим одновременно функции деионизационного фильтра.

Управляющая сетка корзинообразной формы охватывает, кроме торца, и боковые поверхности анода. Этим достигается распределение анодного тока по всей приемной поверхности головки анода. Кроме того, наличие боковых отверстий в сетке уменьшает сопротивление теплового потока от анода к корпусу вентиля.

Водяная рубашка выполнена*в виде спирального канала, что обеспечивает меньшее его сечение и большую, в силу этого, скорость прохождения воды при том же количественном ее расходе.

Анодный вывод изолирован от корпуса удлиненным стеклянным цилиндром, что обеспечивает более высокое значение пробивного напряжения. От теплового излучения стекло ввода защищено экранами, расположенными над анодной головкой.

ж] Конструктивное выполнение и электрические характеристики высоковольтных вентилей

Ртутные вентили, применяемые в преобразовательных установках для передачи энергии постоянным током, должны выдерживать рабочее напряжение порядка 100 кв и более (не считая возможных перенапряжений) при максимальных токах, достигающих 900 а и более (не считая перегрузок).

Задача получения столь высоких напряжений при достаточно больших токах решается главным образом анодно-сеточным узлом прибора, поскольку на катодный узел мало сказывается высокое напряжение на приборе.

Анодно-сеточный узел у высоковольтных ртутных вентилей должен не только обеспечить внутреннюю электрическую прочность, но и предупредить внешние пробои по изолятору. Связь между вну-. тренней и внешней электрической изоляцией иллюстрирует конструктивная схема анодно-сеточного узла, приведенная на рис. 7.44,а.

Длинный анод, размеры которого связаны с требованиями внешней и внутренней электрической прочности анодного узла, окружен

рядом экранов (цилиндров) аналогично тому, как это практикуется в конденсаторных вводах высоковольтных устройств. При таких вводах обеспечивается более равномерное распределение напряжения по изоляции в продольном и поперечном направлениях.

Конструкцией анодно-сеточного узла должна быть также предупреждена возможность проникновения плазмы к внутренней поверхности изолятора в связи с диффузией ее из междуэлектродного промежутка. С появлением такой плазмы, схематически показанной в левой части внутреннего объема анодного узла, сокращается путь пробоя по воздуху через стенку изолятора по каналу, указанному стрелкой на том же рисунке.

Выполнение анодно-сеточного узла должно удовлетворять также важнейшему требованию: предупреждения внутренних пробоев при

положительном анодном напряжении, когда вентиль заперт сеткой, и обратных зажиганий при отрицательном анодном напряжении. Появление последних наиболее вероятно в начале непроводящей части периода при начальном скачке обратного напряжения ilb0, когда анод пропускает максимальный обратный ток, и при максимальном значении обратного напряжения, когда самостоятельный разряд развивается под действием электростатической эмиссии и лавинных процессов размножения носителей в междуэлектродном промежутке.

Для того чтобы получить представление о тех уровнях напряжений, которые достигнуты в настоящее время в промышленных типах высоковольтных ртутных вентилей, рассмотрим вначале те предельные напряжения, которые могут быть достигнуты в приборе при одном междуэлектродном промежутке, когда подъем напряжения ограничен, с одной стороны, лавинно развивающимся процессом размножения носителей, закономерность которого определяется

Рис. 7.44. Структурная схема анодного ввода в высоковольтном ртутном вентиле (а) и кривые предельных напряжений в функции от длины междуэлектродного промежутка (б)