RU2062551C1 - Плазмоэрозионный размыкатель - Google Patents
Плазмоэрозионный размыкатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2062551C1 RU2062551C1 SU4797604A RU2062551C1 RU 2062551 C1 RU2062551 C1 RU 2062551C1 SU 4797604 A SU4797604 A SU 4797604A RU 2062551 C1 RU2062551 C1 RU 2062551C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- inductance
- load
- discharge channel
- plasma
- Prior art date
Links
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Использование: электротехника, техника мощных импульсных систем. Сущность изобретения: в коаксиальных электродах плазмоэрозионного размыкателя выполнены сквозные пазы, заполненные изолятором. Блок контролируемого роста индуктивности выполнен в виде электромагнитных катушек индуктивности, установленных со стороны нагрузки в кольцевых пазах, выполненных в коаксиальных электродах со стороны разрядного канала. Один вывод каждой катушки подключен к электроду, а другой расположен со стороны нагрузки. Витки катушек изолированы друг от друга и от электродов. Часть поверхности витков со стороны разрядного канала не изолирована. 1. з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники, а именно к коммутирующим устройствам для выключения импульсных токов, и может быть применено в энергетике в качестве аварийных выключателей и в экспериментальной технике для получения больших мощностей и напряжений.
Известны плазмоэрозионные размыкатели [1] содержащие вакуумную камеру, источник тока, подключенный к коаксиальным электродам, систему радиально расположенных плазменных пушек.
Недостатком известных размыкателей является низкая стабильность работы, относительно низкие напряжение и мощность, развиваемые при переключении тока, что в первую очередь определяется неконтролируемостью развития неустойчивостей плазмы по отношению к росту индуктивности.
Наиболее близким из известных технических решений является плазмоэрозионный размыкатель [2] который выбран в качестве прототипа. Известный плазмоэрозионный размыкатель содержит вакуумную камеру, коаксиально расположенные электроды, образующие разрядный канал, подключенные с одной стороны к разноименным клеммам источника тока, а с другой к нагрузке, систему плазменных пушек, установленных во внешнем электроде в радиальном направлении относительно разрядного канала, блок контролируемого роста индуктивности, выполненный в виде изолятора и размещенный между коаксиальными электродами со стороны нагрузки, при этом торцевая поверхность блока, обращенная к разрядному каналу, выполнена со спиральным каналом остроугольного профиля.
Недостатком известного размыкателя является малая мощность, коммутируемая в нагрузку.
Цель изобретения увеличение коммутируемой в нагрузку мощности за счет увеличения скорости изменения индуктивности.
Поставленная цель достигается тем, что в отличие от известного плазмоэрозионного размыкателя, содержащего вакуумную камеру, коаксиально расположенные электроды, образующие разрядный канал, подключенные с одной стороны к разноименным клеммам источника тока, а с другой к нагрузке, систему плазменных пушек, установленных во внешнем электроде в радиальном направлении относительно разрядного канала и блок контролируемого роста индуктивности, согласно изобретению последний выполнен в виде коаксиальных катушек индуктивности, установленных со стороны нагрузки в кольцевых пазах, выполненных в коаксиальных электродах со стороны разрядного канала, при этом один вывод каждой катушки подключен к соответствующему электроду, а другой расположен со стороны нагрузки, витки катушки изолированы друг от друга и от электродов, причем часть поверхности витков образует разрядный канал.
Кроме того, коаксиальные электроды со стороны блока контролируемого роста индуктивности выполнены со сквозными пазами, заполненными диэлектриком.
Сущность поясняется чертежом.
На фиг.1 приведен в разрезе общий вид предлагаемого размыкателя.
Размыкатель содержит вакуумную камеру 1, коаксиальные электроды 2,3 со сквозными пазами, заполненными диэлектриком (на рисунке не показаны), радиально расположенные плазменные пушки 4, блок контролируемого роста индуктивности, выполненный в виде коаксиальных катушек индуктивности 5,6, установленных в кольцевых пазах, выполненных в коаксиальных электродах, с витками, изолированными друг от друга и от электродов изолятором 7, нагрузку 8, источник импульсного тока 9.
Плазмоэрозионный размыкатель работает следующим образом.
После срабатывания плазменных пушек 4 к коаксиальным электродам 2,3 подключается источник тока 9. Ток течет по коаксиальным электродам и плазме, замыкающей электроды. Между электродами в ваккуумной камере 1 текущим током создается магнитное поле. Электромагнитные силы со стороны поля действуют на ток, протекающий по плазме, и ускоряют последнюю. Силы со стороны поля действуют всегда в направлении увеличения индуктивности, поэтому направление ускорения плазмы не зависит от полярности электродов, плазма будет ускоряться в направлении нагрузки 8.
Ускоряемый электромагнитными силами слой плазмы приобретает скорость вдоль электродов. Двигаясь вдоль электродов, плазменный слой перемещается на витки катушек индуктивности 5,6. Ток, протекавший по коаксиальным электродам, теперь течет по катушкам индуктивности и замыкающем их слое плазмы. Возникновение тока в катушках вызывает перестройку магнитного поля и возникновение электродвижущей силы индукции, переключающей ток в коаксиальные электроды за уступами в нагрузке. Возникающая ЭДС индукции зависит от скорости изменения индуктивности, которая в свою очередь пропорциональна квадрату числа витков, приходящихся на единицу длины катушки, и скорости движения плазменного слоя, т.е. L ≈ n2u, где L скорость изменения индуктивности, n - число витков, приходящихся на единицу длины катушки, v скорость движения плазменного слоя.
Переключение тока в нагрузку при дальнейшем движении плазменного слоя вдоль катушек индуктивности приводит к уменьшению тока в катушках практически до нуля, т.е. на несколько порядков меньше первоначального тока, вместе с током уменьшается и плотность тока в плазменном слое, что приводит к его распаду и полному прекращению тока и в катушках индуктивности. Переключенный ток течет по коаксиальным электродам к нагрузке, создает в вакуумной камере магнитное поле, обеспечивающее магнитную изоляцию электродов.
Импульсы напряжения, генерируемого на нагрузке, пропорциональны ЭДС индукции, возникающей при переключении, а следовательно, скорости изменения индуктивности n2v ЭДС индукции будет пропорциональна и мощности генерируемых импульсов, а так как они пропорциональны n2v, то заранее их величина может быть задана контролируемым образом.
Таким образом, применение коаксиальных электродов с уступами, содержащими катушки индуктивности, витки которых изолированы друг от друга и от коаксиальных электродов, позволяет значительно увеличить заранее контролируемым образом скорость изменения индуктивности и, следовательно, напряжение генерируемых импульсов и их мощность на нагрузке.
Claims (2)
1. Плазмоэрозионный размыкатель, содержаний вакуумную камеру, коаксиально расположенные электроды, образующие разрядный канал, подключенные с одной стороны к разноименным клеммам источника тока, а с другой к нагрузке, систему плазменных пушек, установленных во внешнем электроде в радиальном направления относительно разрядного канала, блок контролируемого роста индуктивности, отличающийся тем, что, с целью увеличения коммутируемой в нагрузку мощности за счет увеличения скорости изменения индуктивности, блок контролируемого роста индуктивности выполнен в виде коаксиальных катушек индуктивности, установленных со стороны нагрузки в кольцевых пазах, выполненных в коаксиальных электродах со стороны разрядного канала, при этом один вывод каждой катушки подключен к соответствующему электроду, а другой расположен со стороны нагрузки, витки катушек изолированы друг от друга и от электродов, причем часть поверхности витков образует разрядный канал.
2. Размыкатель по п.1, отличающийся тем, что коаксиальные электроды со стороны блока контролируемого роста индуктивности выполнены со сквозными пазами, заполненными диэлектриком.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4797604 RU2062551C1 (ru) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | Плазмоэрозионный размыкатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4797604 RU2062551C1 (ru) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | Плазмоэрозионный размыкатель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2062551C1 true RU2062551C1 (ru) | 1996-06-20 |
Family
ID=21499484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4797604 RU2062551C1 (ru) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | Плазмоэрозионный размыкатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2062551C1 (ru) |
-
1990
- 1990-03-01 RU SU4797604 patent/RU2062551C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1378749, кл. H 05 H, 1986. Авторское свидетельство СССР N 2037278, кл. Н О5 Н 1/00, 1989. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4541848A (en) | Pulse power supply for generating extremely short pulse high voltages | |
US5379014A (en) | Vacuum circuit breaker | |
EP0125553B1 (en) | Circuit breaker of spiral arc type | |
KR20060036446A (ko) | 액체 금속 전류 제한기에서 전류 제한을 위한 방법 및디바이스 | |
Alferov et al. | Characteristics of DC vacuum arc in the transverse axially symmetric magnetic field | |
WO2014048483A1 (en) | Electrical switch with thomson coil drive | |
Heinz et al. | Control of vacuum arcs in high-voltage vacuum interrupters by suitable stroke trajectories of opening AMF contacts | |
RU2062551C1 (ru) | Плазмоэрозионный размыкатель | |
US4291255A (en) | Plasma switch | |
US4406952A (en) | Opening switch for interrupting current using a plasma focus device | |
WO2012045360A1 (en) | Direct current circuit breaker | |
Junjia et al. | A high-capacity triggered vacuum switch with single axial magnetic field electrode | |
Suh et al. | Saturable Inductor Based Controlled Waveform Excitation Source for Exploding Thin Film Atomic Spectroscopy | |
US4475066A (en) | High-coulomb transfer switch | |
RU2091893C1 (ru) | Взрывной размыкатель | |
RU2161857C1 (ru) | Генератор импульсов на индуктивном накопителе энергии с трансформаторной связью | |
SU773774A1 (ru) | Электровзрывной размыкатель | |
WO2021070409A1 (ja) | 断路器およびガス絶縁開閉装置 | |
RU2207647C1 (ru) | Коммутационное устройство | |
SU1721682A1 (ru) | Искровой разр дник | |
RU2105437C1 (ru) | Плазмоэрозионный размыкатель | |
US4346273A (en) | Circuit-interrupter having a high-frequency transverse magnetic field to assist in arc interruption | |
CA1058694A (en) | Discharge gap device | |
Turchi | Magnetoplasmadynamic and Hall Effect Switching for Repetitive Interruption of Inductive Circuits | |
Bauville et al. | Study of fast vacuum switching |