138
Глава
6. Импульсный разряд в
газе
кислорода
к
аргону. Причем, чем меньше скорость роста напряжения, прикладываемо-
го к разряднику, тем эффективнее действие примеси кислорода. Добавление азота к
аргону замедляет восстановление прочности. Азот оказался более чувствительным к
примесям, чем инертные газы. Для восстановления 50% начальной прочности в чис-
том азоте необходимо 4000 мкс, а
в
азоте с примесью
1%
водорода - только 1300 мкс.
Существенное влияние на скорость восстановления оказывают форма и поляр-
ность электродов. Когда острие является анодом, восстановление прочности в азо-
те и водороде происходит быстрее, чем в случае плоских электродов или когда
острие является катодом. Материал электродов существенно не влияет на ход кри-
вых С/
в
(0- Исследование влияния длительности и амплитуды импульса тока, проте-
кающего через промежуток, показывает, что при увеличении длительности проте-
кания тока через разрядник скорость восстановления прочности снижается в более
сильной степени, чем при увеличении амплитуды.
На большей части кривых /7
В
(0> исследованных в работе [30], имеется два
отличающихся по наклону участка: начальный участок с большой скоростью и
пологий, где скорость восстановления прочности значительно меньше. Начальный
крутой участок кривой С/
в
(0 определяется пробивной прочностью ионного слоя,
который образуется у катода под действием прикладываемого к промежутку на-
пряжения, а последующий пологий участок связан с повышением плотности газа в
столбе разряда по мере его охлаждения.
При уменьшении концентрации зарядов толщина ионного слоя растет и уве-
личивается. Когда концентрация зарядов становится настолько малой, что под дейст-
вием напряжения, прикладываемого к промежутку, этот слой распространяется на
весь промежуток, начинается второй участок кривой 11
в
((). Поскольку процесс осты-
вания газа длится медленнее, чем спад концентрации зарядов, второй участок кривой
восстановления идет более полого, чем первый. Расчеты показали качественное со-
ответствие экспериментальных и теоретических кривых 11
в
({) для всех газов, кроме
азота и аргона. Влияние примесей кислорода и водорода на увеличение крутизны
/7
В
(0 в азоте и аргоне можно объяснить склонностью водорода и кислорода
к
образо-
ванию отрицательных ионов. Рекомбинация отрицательных ионов с положительны-
ми происходит быстрее, чем рекомбинация электронов с положительными ионами,
поэтому добавление водорода и кислорода к аргону и азоту ускоряет спад концент-
рации зарядов в промежутке и восстанавливает его прочность. Кроме того, молекулы
примеси могут разрушить метастабильные молекулы основного газа, которые сни-
жают пробивную прочность промежутка за счет ступенчатой ионизации.
Кроме рассмотренных методов, для ускорения процесса восстановления прочно-
сти промежутка после искрового пробоя можно использовать газовое или магнитное
дутье, применить разрядник с большим, чем один, количеством промежутков и т.д.
Таким образом, частота следования импульсов зависит от времени восстанов-
ления пробивной прочности промежутка. Однако характеристика 17
в
(/) - не един-
ственная характеристика частотных свойств разрядника. Необходимо еще знать
характеристику нарастания напряжения на разряднике Ц>(0, которая должна ле-
жать ниже С/
в
(0, не касаться и не пересекать ее. Особенно важно иметь пологий
начальный участок Ц>(0- Интересно отметить, что этому способствует малое по-
слеразрядное сопротивление промежутка, которое в течение некоторого времени
после разряда остается приблизительно равным нулю. Последнее обстоятельство