кривой, приведенной на рис. 1.6, ас другой - предельными значениями напряженности поля, при которой появляется электростатическая эмиссия.

Лавинно развивающийся процесс размножения носителей зависит от протяженности междуэлектродного промежутка и давления (плотности) ртутного пара в этом промежутке. Чем меньше длина промежутка и ниже плотность пара, тем выше, как это следует из хода кривой на рис. 1.6, пробивное напряжение. Предел уменьшению протяженности междуэлектродного промежутка кладет возрастание напряженности поля у поверхности анода, при которой появляется электростатическая эмиссия.

В какой мере можно повышать напряжение на электродах плоского промежутка с увеличением его длины (при учете обоих факторов, влияющих на развитие электрического пробоя), можно судить по кривым, приведенным на рис. 7.44, б. Кривая / является граничной по условию возникновения заметной электростатической эмиссии между стальными электродами. Кривые 2,3, 4 и 5 являются граничными по условию возникновения самостоятельного разряда из-за лавинного размножения носителей при разных значениях давления пара в промежутке.

Из приведенных кривых видно, что при стальных электродах и допустимом (по условию горения дуги) минимуме давления (1,5-5-2,-0) Л0~2 мн/см2 оптимальная длина междуэлектродного промежутка примерно равна 1 см. При этом может быть достигнуто пробивное напряжение Unv, примерно равное 50 кв, когда плотность обратного тока не превышает/ыпах = = 3 ма/см2. Пробивное напряжение может быть повышено до 75 кв, когда плотность обратного тока не превышает Лтах = 1,5 ма/см2. При равномерном распределении напряжения по промежуткам с й = \см можно было бы ограничиться, создавая вентиль на обратное напряжение 150 кв с двумя-тремя последовательно включенными промежутками в зависимости от возникающей плотности обратного тока. Но так как добиться требующейся равномерности в распределении напряжения между промежутками практически не удается, тем более когда в междуэлектродных промежутках имеются остаточные заряды (этап деионизации), то в анодный узел вентилей, изготовляемых на рабочее напряжение 100 кв (испытательное напряжение 150 кв), вводится пять промежутков, разделенных, как показано на рис. 7.45, четырьмя вставками. Вставки с неперекрывающими отверстиями присоединены к боковым цилиндрам анодного узла.

Рис. 7.45. Анодно-се-точный узел в высоковольтном ртутном вентиле

Ниже анодных вставок расположен сеточный узел. Он состоит из: 1) управляющей сетки С, 2) верхней экранирующей сетки С^, вводимой для ослабления анодного поля вблизи управляющей сетки, чем обеспечивается малый наклон сеточной характеристики, и 3) де-ионизационного фильтра Ф, ограничивающего приток зарядов к управляющей сетке снизу, что позволяет уменьшить напряжение смещения Ес0.

Минимально необходимой равномерности в распределении напряжения между анодом, вставками и катодом (но не по промежуткам) удается добиться при применении внешних делителей напряжения (рис. 7.46, а): омического (с секциями Rx) и омически-емкост-

Долиотиак,%

Рис. 7.46. Распадение плазмы в анодно-сеточном узле после гашения дуги (а) и кривые распределения напряжения между вставками и промежутками (б)

ного (с сопротивлениями в секции R0 и конденсаторами Сх). Распределение напряжения по вставкам при наличии таких делителей показывает прямая 3 на рис. 7.46, б. На оси абсцисс отложены расстояния между занумерованными равноудаленными вставками и электродами, а на оси ординат отложены доли от полного анодного напряжения в процентах:

В период деионизации, когда в промежутках между вставками сохраняются остаточные заряды распавшейся плазмы, потенциалы в сеточных отверстиях отличаются от потенциалов вставок, так как стенки вставок окружены ионными оболочками. Лишь по мере исчезновения оболочек (что имеет место вначале в верхних вставках, а затем в нижних) потенциал в сеточных отверстиях становится равным потенциалам вставок.

Распределение потенциалов по осям сеточных отверстий для двух промежуточных моментов времени после гашения дуги иллюстрируют кривые 1 и 2, также нанесенные на рис. 7.46, б.

Кривая 1 относится к промежуточному моменту, когда нижние вставки еще окружены плазмой, а верхние окружены ионными оболочками. Около 60% напряжения от начального скачка Ub0 воспринимает в рассматриваемый момент времени, как показывает кривая 1, промежуток между анодом и вставкой Вг и около 35% - промежуток между вставками Въ и В2. Потенциал на нижних вставках Ва

Рис. 7.47. Высоковольтный ртутный выпрямитель:

a - разрез; б - внешний вид

и В4, окруженных плазмой, мало отличается от катодного. В момент, которому отвечает кривая 2, когда освободилась от плазмы также вставка В3, начальный скачок напряжения Ub0 распределяется уже по трем промежуткам, в связи с чем доля напряжения на каждом из них уменьшается. В момент, близкий к окончанию деионизации, распределение напряжения по промежуткам мало отличается от распределения его по вставкам (прямая 3).

Вставки в анодном узле повышают электрическую прочность междуэлектродного промежутка при максимальном значении анодного напряжения, когда остаточной плазмы уже нет.