RU151503U1

RU151503U1 - CAPACITOR-SWITCH ASSEMBLY FOR POWER PULSE CURRENTS GENERATION

Info

Publication number: RU151503U1
Application number: RU2014118240/07U
Authority: RU
Inventors: Евгений Григорьевич Крастелев; Георгий Владимирович Попов; Антон Александрович Седин; Владимир Федорович Федущак
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority date: 2014-05-05
Filing date: 2014-05-05
Publication date: 2015-04-10

Abstract

1. Конденсаторно-коммутаторная сборка для генерирования мощных импульсных токов, содержащая корпус, соединенный с заземлённой крышкой, конденсатор и управляемый коммутатор, отличающаяся тем, что дополнительно включает выходные высоковольтные изоляторы и токосъёмные шины, при этом конденсатор выполнен из плоскопрессованных секций, а выходные высоковольтные изоляторы и управляемый коммутатор расположены на заземлённой крышке, при этом коммутатор имеет три электрода, из которых высоковольтный электрод подключен к плоскопрессованным секциям центральной части конденсатора, а токосъёмный электрод подключен через выходные высоковольтные изоляторы к крайним секциям конденсатора посредством токосъёмных шин, соединяющих плоскопрессованные секции конденсатора, причём токосъёмный электрод дополнительно соединён с заземлённой крышкой, а токосъёмные шины расположены с одной стороны конденсатора под, заземлённой крышкой.2. Конденсаторно-коммутаторная сборка по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно включает нагрузку, причём токосъёмный электрод коммутатора соединён с токосъёмными шинами через нагрузку.3. Конденсаторно-коммутаторная сборка по п. 1, отличающаяся тем, что корпус выполнен металлическим.1. Capacitor-switch assembly for generating powerful pulsed currents, comprising a housing connected to a grounded cover, a capacitor and a controlled switch, characterized in that it further includes output high-voltage insulators and current collector buses, the capacitor is made of plane-pressed sections, and the output high-voltage insulators and the managed switch are located on a grounded cover, while the switch has three electrodes, of which the high-voltage electrode is connected to plane-pressed projection of the central part of the capacitor, and the collector electrode is connected through the output high-voltage insulators to the extreme sections of the capacitor by collector busbars connecting the flat-pressed sections of the capacitor, the collector electrode is additionally connected to the grounded cover, and the collector busbars are located on one side of the capacitor under the grounded cover. 2. The capacitor-switch assembly according to claim 1, characterized in that it further includes a load, and the collector electrode of the switch is connected to the collector buses through the load. 3. The capacitor-switch assembly according to claim 1, characterized in that the housing is made of metal.

Description

Настоящая полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для питания мощных импульсных рентгеновских аппаратов, электронных пушек, электрогидравлических установок для дробления горных пород и т.п.This utility model relates to electrical engineering and can be used to power powerful pulsed X-ray machines, electronic guns, electro-hydraulic rock crushing plants, etc.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к полезной модели является конденсаторно-коммутаторная сборка для генерирования мощных импульсных токов, содержащая корпус, электрически соединенный с заземленной крышкой, конденсатор и управляемый коммутатор (RU 75783 U1, 20.08.2008).The closest set of essential features to the utility model is a capacitor-commutator assembly for generating powerful pulsed currents, comprising a housing electrically connected to a grounded cover, a capacitor, and a controlled switch (RU 75783 U1, 08.20.2008).

В известном устройстве коммутатор вынесен на наружную сторону конденсатора и выполнен многоканальным и многозазорным, при этом содержит множество рядов электродов с одинаковыми разрядными промежутками, равномерно распределенными по наружной поверхности конденсатора, что при увеличении емкости конденсатора приводит к увеличению его индуктивности, вследствие чего повышается волновое сопротивление конденсаторно-коммутаторной сборки, и, следовательно, снижается величина протекающего тока.In the known device, the switch is placed on the outer side of the capacitor and is multi-channel and multi-gap, while it contains many rows of electrodes with the same discharge gaps evenly distributed on the outer surface of the capacitor, which, with an increase in the capacitance of the capacitor, leads to an increase in its inductance, thereby increasing the wave impedance of the capacitor -switch assembly, and, consequently, the magnitude of the flowing current is reduced.

Недостатками известного устройства являются высокая индуктивность и ограниченная возможность протекания больших токов.The disadvantages of the known device are the high inductance and the limited possibility of high currents flowing.

Задачей настоящей полезной модели является создание конденсаторно-коммутаторной сборки, характеризующейся возможностью протекания больших токов.The objective of this utility model is to create a capacitor-switch assembly, characterized by the possibility of high currents flowing.

Техническим результатом настоящей полезной модели является уменьшение величины индуктивности при увеличении емкости конденсатора, что приводит к повышению волнового сопротивления конденсаторно-коммутаторной сборки, и, следовательно, к повышению максимального значения величины протекающего тока.The technical result of this utility model is to reduce the inductance with an increase in the capacitance of the capacitor, which leads to an increase in the wave resistance of the capacitor-commutator assembly, and, therefore, to an increase in the maximum value of the flowing current.

Указанный технический результат достигается тем, что известная конденсаторно-коммутаторная сборка для генерирования мощных импульсных токов, содержащая корпус, соединенный с заземленной крышкой, конденсатор и управляемый коммутатор,The specified technical result is achieved by the fact that the known capacitor-switch assembly for generating powerful pulse currents, comprising a housing connected to a grounded cover, a capacitor and a controlled switch,

согласно настоящей полезной модели дополнительно включает выходные высоковольтные изоляторы и токосъемные шины, при этом конденсатор выполнен из плоскопрессованных секций, а выходные высоковольтные изоляторы и управляемый коммутатор расположены на заземленной крышке, при этом коммутатор имеет три электрода, из которых высоковольтный электрод подключен к плоскопрессованным секциям центральной части конденсатора, а токосъемный электрод подключен через выходные высоковольтные изоляторы к крайним секциям конденсатора посредством токосъемных шин, соединяющих плоскопрессованные секции конденсатора, причем токосъемный электрод дополнительно соединен с заземленной крышкой, а токосъемные шины расположены с одной стороны конденсатора под заземленной крышкой.according to this utility model, it additionally includes output high-voltage insulators and current collection buses, wherein the capacitor is made of plane-pressed sections, and the output high-voltage insulators and a controlled switch are located on a grounded cover, while the switch has three electrodes, of which the high-voltage electrode is connected to plane-pressed sections of the central part capacitor, and the collector electrode is connected through the output high-voltage insulators to the extreme sections of the capacitor by t kosemnyh bus connecting ploskopressovannye condenser section, wherein a collector electrode is further connected to a grounded lid and current collecting lines are arranged on one side of grounded capacitor under cover.

Размещение коммутатора и выходных высоковольтных изоляторов на крышке конденсаторно-коммутаторной сборки вблизи от токосъемных шин секций конденсатора, в то время как противоположная сторона конденсатора свободна от токосъемных шин и вышеуказанных конструктивных элементов, позволяет исключить увеличение величины индуктивности при увеличении размеров, а, следовательно, емкости, конденсатора, и, таким образом, позволяет повысить максимальное значение величины протекающего тока.Placing the switch and the output high-voltage insulators on the cover of the capacitor-switch assembly near the collector buses of the capacitor sections, while the opposite side of the capacitor is free of collector buses and the above structural elements, eliminates the increase in inductance with an increase in size and, therefore, capacitance, capacitor, and, thus, allows to increase the maximum value of the flowing current.

Кроме того, конденсаторно-коммутаторная сборка может дополнительно включать нагрузку, причем токосъемный электрод коммутатора соединен с токосъемными шинами через нагрузку.In addition, the capacitor-switch assembly may further include a load, wherein the collector electrode of the switch is connected to the collector buses via the load.

Кроме того, корпус конденсаторно-коммутаторной сборки может быть выполнен металлическим.In addition, the housing of the capacitor-switch assembly can be made of metal.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично представлена конденсаторно-коммутаторная сборка для генерирования мощных импульсных токов.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which schematically shows a capacitor-switch assembly for generating powerful pulse currents.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Конденсаторно-коммутаторная сборка содержит конденсатор 1 с плоскопрессованными секциями 2 и заземленную крышку 3 с расположенными на ней управляемым коммутатором с высоковольтным 4, токосъемным 5 и управляющим 6 электродами и выходными высоковольтными изоляторами 7. Высоковольтный электрод 4 коммутатора подключен к плоскопрессованным секциям центральной части 8 конденсатора 1. Крайние секции конденсатора 1 соединены токосъемными шинами 9 через выходные высоковольтные изоляторы 7 с нагрузкой 10. Нагрузка 10 гальванически соединена с заземленной крышкой 3. Изоляционная прокладка 11 отделяет токосъемные шины 10 от секций 2 конденсатора 1. Стрелками показано движение основного тока в конденсаторно-коммутаторной сборке. Кроме того, весь конденсатор 1 помещен в металлический токопроводящий корпус 12, который электрически соединен с заземленной крышкой 3 и служит для защиты конструктивных элементов от импульсных электромагнитных полей окружающих конденсаторно-коммутаторную сборку.The capacitor-switch assembly contains a capacitor 1 with plane-pressed sections 2 and a grounded cover 3 with a controllable switch with a high-voltage 4, a current collector 5 and a control 6 electrodes and output high-voltage insulators located on it 7. A high-voltage electrode 4 of the switch is connected to the plane-pressed sections of the central part 8 of the capacitor 1 The extreme sections of the capacitor 1 are connected by slip rings 9 through the output high-voltage insulators 7 with a load of 10. The load of 10 is galvanically connected to ground ennoy lid 3. The insulating gasket 11 separates the current collecting bus 10 from section 2 of the capacitor 1. The arrows show the movement of the main current in capacitor-commutator assembly. In addition, the entire capacitor 1 is placed in a metal conductive housing 12, which is electrically connected to the grounded cover 3 and serves to protect structural elements from pulsed electromagnetic fields surrounding the capacitor-switch assembly.

Работа конденсаторно-коммутаторной сборки осуществляется следующим образом. От внешнего источника питания к плоскопрессованным секциям центральной части 8 конденсатора 1 и подключенному к ним высоковольтному электроду 4 коммутатора подают постоянное напряжение (например, 100 кВ) для зарядки высоковольтного конденсатора до рабочего напряжения. После этого запускают управляемый коммутатор путем подачи импульса от внешнего генератора запуска на управляющий электрод 6, что приводит к пробою основного разрядного промежутка между электродами 4 и 5. В результате образуется разрядный контур: высоковольтный электрод 4, плоскопрессованные секции центральной части 8 конденсатора 1, плоскопрессованные секции 2 конденсатора, токосъемные шины 9, выходной высоковольтный изолятор 7, нагрузка 10, токосъемный электрод 4 коммутатора. В результате на нагрузке получают импульсный ток.The operation of the capacitor-switch assembly is as follows. From the external power source to the flat-pressed sections of the central part 8 of the capacitor 1 and the high-voltage switch electrode 4 connected to them, a constant voltage (for example, 100 kV) is supplied to charge the high-voltage capacitor to the operating voltage. After that, the managed switch is started by applying a pulse from an external start generator to the control electrode 6, which leads to a breakdown of the main discharge gap between the electrodes 4 and 5. As a result, a discharge circuit is formed: high-voltage electrode 4, plane-pressed sections of the central part 8 of capacitor 1, plane-pressed sections 2 capacitors, current collector buses 9, output high-voltage insulator 7, load 10, current collector electrode 4 of the switch. As a result, a pulsed current is obtained at the load.

Например, при подаваемом постоянном напряжении в 100 кВ на нагрузке получают импульсный ток до 500 кА (в зависимости от нагрузки) при емкости конденсатора 0,4 мкФ и индуктивности сборки 13 нГн.For example, with a supplied constant voltage of 100 kV, a pulsed current of up to 500 kA (depending on the load) is obtained at a load with a capacitor of 0.4 μF and an assembly inductance of 13 nH.

Claims

1. Capacitor-switch assembly for generating powerful pulsed currents, comprising a housing connected to a grounded cover, a capacitor and a controlled switch, characterized in that it further includes output high-voltage insulators and current collector buses, the capacitor is made of plane-pressed sections, and the output high-voltage insulators and the managed switch are located on a grounded cover, while the switch has three electrodes, of which the high-voltage electrode is connected to plane-pressed projection of the central part of the capacitor, and the collector electrode is connected through the output high-voltage insulators to the extreme sections of the capacitor by collector busbars connecting the plane-pressed sections of the capacitor, the collector electrode is additionally connected to the grounded cover, and the collector busbars are located on one side of the capacitor under the grounded cover.

2. The capacitor-switch assembly according to claim 1, characterized in that it further includes a load, and the collector electrode of the switch is connected to the collector buses through the load.

3. The capacitor-switch assembly according to claim 1, characterized in that the housing is made of metal.