Применение электровакуумных и ионных приборов на Ж/Д транспорте

Электровакуумные приборы чувствительны к электри­ческим, тепловым и механическим нагрузкам Они являются одними из наименее надежных элементов электронной аппаратуры. Обеспе­чение благоприятных режимов эксплуатации электронных ламп позволяет значительно продлить срок их работы.

До 60 % отказов ламп происходит вслед­ствие отклонения температуры катода от номи­нальной. При перегреве катода ускоряется ис­парение его активирующего вещества, возра­стает вероятность перегорания подогревателя усиливается выделение газов из элементов кон­струкции и баллона. Отказы ламп при пере­греве резко возрастают. Понижение накала на 3 —5 % номинального значения при стабиль­ном режиме работы лампы может повысить ее безотказность. Но при этом снижается ток эмиссии и ухудшаются параметры лампы. Периодический переход от недокала катода к его перегреву вызывает больше отказов лампы, чем работа ее только при любом одном режиме. Поэтому следует стабилизировать напряжение накала.

В холодном состоянии сопротивление в цепи накала мало, и при ее включении у мощ­ных ламп имеют место большие пусковые накальные токи. Для снижения этих токов ре­комендуется включать напряжение накала плавно или ступенями, начиная с 0,1 номи­нального. При питании цепи накала постоян­ным током следует через 200—300 ч работы переключать полярность включения для рав­номерного износа катода. С течением времени снижается эмиссионная способность катода, падают токи и выходная мощность, возраста­ет обратный ток сетки. Эти изменения пара­метров и определяют долговечность лампы.

Превышение допустимых напряжений ано­да и экранной сетки приводит к пробою изоля­ции между электродами, разрушению оксид­ного катода и увеличению мощности, рассеи­ваемой электродами. Постоянные напряжения в цепи сеток и анода должны подаваться после включения накала.

Температура баллона не должна превышать допустимых значений 100—170 °С. Нагретое стекло баллона выделяет поглощенные газы, а при значительной температуре размягчает­ся. Срок службы лампы можно увеличить, сохраняя температуру баллона на низком уровне. Это особенно важно для мощных уси­лительных и генераторных ламп. В них ис­пользуют принудительное воздушное и водя­ное охлаждение со специальными внешними радиаторами. Принудительное охлаждение следует включать до включения накала и от­ключать не ранее чем через 10 мин после его выключения. Желательно располагать лампы, излучающие большое количество тепла, гори­зонтально на вертикальных шасси, на зна­чительных расстояниях друг от друга.

Механические вибрации ламп и их удары вызывают колебания электродов, разрушают катоды, что выводит лампы из строя.

Однако электровакуумные приборы в от­личие от полупроводниковых сохраняют ра­ботоспособность при низких температурах ниже —60 °С, а также при высокой влажности, велика и их радиационная стойкость. Вы­пускают специальные лампы повышенной дол­говечности от 3 до 10 тыс. ч и более, нувисторы с повышенной механической прочностью и температурной устойчивостью.

Резервы дальнейшего повышения надежно­сти электронных ламп ограничены, они значительно уступают полупроводниковым при­борам по экономичности, надежности, габа­ритным размерам и другим показателям. Это является причиной вытеснения приемно-усилительных ламп из основных областей при­менения на железнодорожном транспорте.