SU155826A1

SU155826A1 -

Info

Publication number: SU155826A1
Application number: SU762495A
Authority: SU

Description

Известны, генераторы одиночнЫхХ импульсов, запускаемые внешним импульсом и содержащие перенапр женные разр дники, один из которых служит дл формировани фронта, а второй - дл формировани плоской вершины и спада импульса.Generators of single pulses, known to be triggered by an external pulse and containing over-stressed dischargers, are known, one of which serves to form the front and the second to form a flat top and fall of the pulse.

Отличительной особенностью предлагаемого генератора одиночных ианосекундных импульсов высокого напр жени вл етс конструктивное выполнение разр дника, формирующего фронт импульса, один из электродов которого вл етс продолжением потенциального электрода питающей линии, а второй дистанционно перемещаемый электрод служит .началом линии, подключенной к нагрузке. Разр дник снабжен также кожухом, образующим совместно с электродами, заключенными в него, отрезок коаксиальной линии с волновым сопротивлением , равным волновому сопротивлению передающей линии, и соедин ющим электроды полым цилиндром, охватывающим разр д .ный промежуток, заполненный азотом. Все это дает возможность повысить амплитуду выходного импульса до 100 кв при сохранении достаточно высокой крутизны переднего фронта импульса, не превышающей 1 нсек.A distinctive feature of the proposed generator of high-voltage single and anosecond pulses is the constructive implementation of a discharge generator that forms the pulse front, one of the electrodes of which is an extension of the potential electrode of the supply line, and the second remotely movable electrode serves as the beginning of the line connected to the load. The arrester is also provided with a casing that, together with the electrodes enclosed in it, forms a segment of a coaxial line with a characteristic impedance equal to the impedance of the transmission line, and a hollow cylinder connecting the electrodes, covering the discharge gap filled with nitrogen. All this makes it possible to increase the amplitude of the output pulse to 100 kV while maintaining a sufficiently high steepness of the leading edge of the pulse, not exceeding 1 nsec.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого генератора; на фиг. 2 - схема конструкции проходного перенапр женного разр дника; .на фиг. 3 - схема конструкции перенапр женного закорачивающего разр дника.FIG. 1 shows the scheme of the proposed generator; in fig. 2 is a schematic of the design of the transient overvoltage discharge; .on FIG. 3 is a schematic of the design of an overvoltage short-circuiting discharger.

№ 155826No. 155826

Предлагаемый генератор одиночных вгносекундных им ульсов высокого на пр жени содержит блок / предварительного формировани и синхронизации, создающий в заданный момент времени необходимое перенапр жение на проходном перенапр женнО М разр днике 2; .накопительную линию 3 с проходным перена-пр женным разр дником 4, формирующим перепад напр жени с крутым фронтом; управл емый закорачиваЕощий разр дник 5, обеспечивающий заданную длительность импульса -напр жени ; передающую линию 6, соедин ющую генератор с нагрузкой.The proposed generator of single-second high-voltage pulses on a yarn contains a pre-shaping and synchronization unit that creates, at a given moment in time, the necessary overvoltage on the transient overvoltage M discharge 2; 3. Accumulator line 3 with a continuous overvoltage arrester 4, which forms a voltage drop with a steep front; a controlled short-circuiting current generator 5, which provides a predetermined pulse duration — voltage; a transmission line 6 connecting the generator to the load.

Конденсатор 7 зар жаетс через сопротивление 8 до напр жени UQ от высоковольтного выпр мител . В заданный момент времени на зазор между зазе1мленным электродом 9 разр дника 2 и его вспомогательным электродом 10 подаетс имиульс .напр жени 6-8 кв с временем нарастани 0,1 мксек. Основной промежуток разр дника 2 (наполненного азотом под давлением 20 атм) пробиваетс через промежуток времени пор дка 0,1 мксек после пробо поджигающего зазора . Разброс времени пробо основного пр01межутка при этом не превыщает 0,1-0,2 мксек. Конденсатор зар жает накопительную линию с волновым сопротивлением Z до напр жени Ui - , гдеCapacitor 7 is charged through resistance 8 to voltage UQ from a high voltage rectifier. At a given point in time, an emulsion of 6–8 kV with a rise time of 0.1 microseconds is applied to the gap between the grounded electrode 9 of the bit 2 and its auxiliary electrode 10. The main gap of the discharger 2 (filled with nitrogen at a pressure of 20 atm) is punched through the time interval of about 0.1 microseconds after the breakdown of the firing gap. The time difference of the breakdown of the main pr01mezutka does not exceed 0.1-0.2 microseconds. The capacitor charges the cumulative line with the characteristic impedance Z to the voltage Ui -, where

Ci - емкость линии 3. Сопротивление 11 демпфирует колебани напр жени (У на линии 3. Сопротивление 12, когорое значительно меньше сопротивлени S, необходимое д.ч того, чтобы зар дить конденсатор 7, должно быть таким, чтобы посто нна времени, определ ема величиной сопротивлени 12 и величиной е.мкости конденсатора 7 была значительно большей, чем врем нарастани напр жени на емкости С|.Ci is the capacitance of line 3. Resistance 11 damps voltage fluctuations (Y on line 3. Resistance 12, which is significantly less than the resistance S required to charge capacitor 7, must be such that the time constant determined by the resistance value 12 and the capacitance capacitance em capacitance 7 were much longer than the rise time of the voltage on the capacitance C |.

Таким образом, напр жение на разр днике 4 поднимаетс до величины Ll за врем пор дка 0,1 мксек, создава нужное перенапр жение . Подбира зазор разр дника так, чтобы его пробой происходил на плоской части волны напр жени Ui, можно добитьс малого разброса напр жени срабатывани . После его пробо по линии 13 с волновым сопротивлением Zz распростран етс волна напр жени Thus, the voltage on the discharge unit 4 rises to the value Ll in the order of 0.1 microseconds, creating the necessary overvoltage. By selecting the gap of the spark gap so that its breakdown occurs on the flat part of the voltage wave Ui, a small variation in the response voltage can be achieved. After its breakdown, a voltage wave propagates along line 13 with a characteristic impedance Zz.

со временем нарастани 1 нее/с. У разр дника 5 with time rise 1 her / s. At discharge 5

волна разветвл етс и по линии 6 (Zs) подаетс к нагрузке, а по линии 14 (Z) осуществл етс поджиг разр дника 5 через врем , в основном определ емое длиной линии 14.the wave splits and on line 6 (Zs) is applied to the load, and on line 14 (Z), the discharge 5 is ignited through a time mainly determined by the length of line 14.

Разр дник 5 при этом закорачивает линию 13 и тем самым формирует спад напр жени до 0. Величина наир жени импульса, распростран ющегос по линии 6, равнаAt the same time, the discharge 5 short-circuits the line 13 and thus forms the voltage drop to 0. The magnitude of the pulse propagation along the line 6 is equal to

JJ Т 3 гJ2 С 2.а Z:jJJ T 3 gJ2 C 2.a Z: j

Z- + 3 4- /--(С + С.) (Z, : Z,} ( Z, + Z, + Z- + 3 4- / - (C + C.) (Z,: Z,}} (Z, + Z, +

/ 4V/ Z/ 4V / Z

Длины линий 3 и 13 должны быть больще, чемс7;|/ г , где с - скорость света, е - диэлектрическа посто нна изол торов линий 3 и 13 соответственно, а Г - длительность импульса напр жени . В противном случае отражени от сочленений линий 3 и 13 и их концов исказ т фор.му импульса. При.мен линии 5, J3 и 6 с последовательно увеличивающимс волновым сопротивлением, можно получить увеличение напр жени импульса в результате отражений им.пулъса н стыках линий.The lengths of lines 3 and 13 should be longer than 7; | / g, where c is the speed of light, e is the dielectric constant of the insulators of lines 3 and 13, respectively, and G is the voltage pulse duration. Otherwise, the reflections from the joints of lines 3 and 13 and their ends are distorted by the form of the pulse. After changing lines 5, J3 and 6 with successively increasing wave impedance, it is possible to obtain an increase in the pulse voltage as a result of the reflections of the pulse and the junction of the lines.

Дл уменьшени паразитн,1х индуктивностей всех цепей при сохранении достаточной электрической прочности блок предварительноС To reduce the parasitic, 1x inductances of all circuits while maintaining sufficient electrical strength

о -р GIAbout GI

го формировани и все стыки линий 3, 13 и 6 заливают трансформаторным маслом.Formation and all joints of lines 3, 13 and 6 are filled with transformer oil.

Конструктивно проходной перенапр женный разр дник 4 выполнен следующим образом (фиг. 1, 2).Structurally, the overvoltage overvoltage spark 4 is constructed as follows (Fig. 1, 2).

Один из его электродов представл ет собой продолжение потенциального электрода 15, питающей линии 3. Второй, нередвигае мый дистанционно, электрод 16 разр дника вл етс началом линии 13, передающей импульс на нагрузку. Электроды 15 и 16 соединены полым цилиндром из органического стекла 17, внутри которого находитс разр дный пролмежуток 18, заполненный азотом под давлением. Разр дник помещен в цилиндрический кожух 19, который вместе с электродами 15 и 16 образует отрезок коаксиальной линии с волновым сопротивлением , равным волновому сопротивлению продолжающе 1с далее передающей линии 13. Пространство 20 между электродами 15 и 16 разр дника 4 и его кожухом 19 заполнено трансформаторным маслом .One of its electrodes is a continuation of the potential electrode 15, the supply line 3. The second, non-remotely controlled, discharge electrode 16 is the beginning of the line 13, which transmits a pulse to the load. The electrodes 15 and 16 are connected by a hollow cylinder of organic glass 17, inside of which there is a discharge switch 18 filled with nitrogen under pressure. The arrester is placed in a cylindrical housing 19, which, together with the electrodes 15 and 16, forms a segment of a coaxial line with a characteristic impedance equal to the impedance continuing 1 s next to the transmission line 13. The space 20 between the electrodes 15 and 16 of the discharge device 4 and its casing 19 is filled with transformer oil .

Дл обеспечени крутого спада напр л ени пор дка 100 кв, формирующего длительность импульса с точностью 1-2 нсек, выполнен трехэлектродный перенапр женный разр дник 5, работающий в атмосфере азота под давлением с устройством, автоматически перераспредел ющим напр жение между электродами 21, 22 и 23 через заданный промежуток времени.To ensure a steep drop in the voltage of the order of 100 kV, which forms the pulse duration with an accuracy of 1-2 nsec, a three-electrode overvoltage discharge 5 is used, operating in a nitrogen atmosphere under pressure with a device that automatically redistributes the voltage between the electrodes 21, 22 and 23 after a specified period of time.

Это достигаетс тем, что к электродам 21-23 и 23, 22 подсоединены линии 14 н 24 с одинаковым волновым сопротивлением. Через про межуток времени, в который фронт волны напр жени , сформированный в разр днике 4, пробегает линии 14 и 24 до их конца и обратно, между обоими зазорами разр дника 5 происходит перераспределение нанр жени . Так как лини 24, соединенна с электродами 21-23, на конце короткозамкнута , а лини 14, соединенна с электродами 22, 23, разомкнута , то между электродами 21 и 23 напр жение мен ет знак, а между электродами 22 и 23 напр жение утраиваетс .This is achieved by connecting lines 14 and 24 with the same characteristic impedance to the electrodes 21-23 and 23, 22. After a time interval, in which the voltage wave front, formed in the discharge 4, runs through lines 14 and 24 to its end and back, the redistribution of the pattern occurs between the two gaps of the discharge 5. Since the line 24 connected to the electrodes 21-23 is short-circuited at the end, and the line 14 connected to the electrodes 22, 23 is open, between the electrodes 21 and 23 the voltage changes sign, and between the electrodes 22 and 23 the voltage is tripled .

Можно подобрать размеры разр дного промежутка так, чтобы он пробивалс в тот Момент, когда в зазорах происходит указанное выше перераспределение напр жени . Врем , в течение которого пробой разр дника 5 создает короткое замыкание питающей разр дник 5 линии 13, составл ет 2-4 нсек. Разброс во времени срабатывани разр дника 5 не превосходит 1-2 нсек.It is possible to choose the size of the discharge gap so that it penetrates at that moment when the voltage redistribution mentioned above occurs in the gaps. The time during which the breakdown of the arrester 5 creates a short circuit of the power supply of the arrester 5 of the line 13 is 2-4 nsec. The variation in the response time of the bit 5 does not exceed 1-2 ns.

Конструктивно разр дник 5 выполнен следующим образом {фиг. 3). Электрод 21 соединен с внутренней жилой 25 питающей линии 13, а электрод 22 посредством корпуса 26 разр дника 5 - с ее внешним электродом. Проходной изол тор 27, в котором укреплен электрод 21, и корпус 26 разр дника 5 образуют объем 28, заполненный азотом под давлением, в котором наход тс разр дные промежутки . На проходном изол торе 27 укреплен также подвижной промежуточный электрод 23 разр дника 5. Перемещение электрода 23 осуществл етс при помощи изол тора 29. При этом зазоры между электродами 21, 22 и 23 измен ютс одинаково.Structurally, the discharge 5 is made as follows {FIG. 3). The electrode 21 is connected to the inner core 25 of the supply line 13, and the electrode 22 through the housing 26 of the bit 5 to its outer electrode. The bushing insulator 27, in which the electrode 21 is housed, and the housing 26 of the bit 5, form a volume 28 filled with nitrogen under pressure, in which there are discharge gaps. On the bushing insulator 27, the movable intermediate electrode 23 of the discharge electrode 5 is also strengthened. The displacement of the electrode 23 is carried out with the help of insulator 29. In this case, the gaps between the electrodes 21, 22 and 23 change in the same way.

Линии 14 и 24, создающие распределение напр жени между электродами разр дника 5, состо т из трех коаксиально располол енных цилиндров, разделенных изол торами. Вну1ренний и промежуточный цилиндры образуют короткозамкнутую на конце линию 24, соединенную с электродами 21 и 23. Промежуточный и внешний цилиндры составл ют разо.мкнутую на конце линию 14, соединенную с электродами 22 и 23.Lines 14 and 24, which create a voltage distribution between the electrodes of the arrester 5, consist of three coaxially arranged cylinders separated by insulators. The inner and intermediate cylinders form a line 24 short-circuited at the end, connected to electrodes 21 and 23. The intermediate and outer cylinders form a line 14 at the end connected to electrodes 22 and 23.

- 3 -№ 155826- 3 - № 155826

Все соединени линий с электродами разр дника наход тс в 1рансформаторном масле.All the connections of the lines to the glitter electrodes are in the transformer oil.

Предмет изобретени Subject invention

Генератор одиночных наносеку.ндных импульсов высокого нанр женик , запускаемый внешним импульсом и содержащий перенапр женные разр дники, формирующие передний фронт, плоскую верщину и спад импульса, соединенные с генератором за-пускающих импульсов, между собой и с нагрузкой коаксиальными передающими лини ми, отличающийс тем, что, с целью повыщени напр жени выходного импульса при сохранении высокой крутизны его переднего фронта , разр дник, формирующий передний фронт импульса, снабжен электродами , один из которых служит продолжением высоковольтной шины питающей линии, а в качестве вгорого дистанционно перемещаемого электрода используетс начало линии, подключенной к нагрузке, соединенными между собой полым цилиндром, изготовленным из изол ционного материала, охватывающим разр дный промежуток, заполненный наход щимс азотом под давлением, и заключенными в кожух, образующий с электродами отрезок коаксиальной линии с волновым сопротивлением, равным вОоТновому сопротивлению передающей линии.A generator of single nanoseconds of high-impulse nanometers, triggered by an external impulse and containing overvoltage arresters forming a leading edge, flat top and fall of the impulse connected to the generator of starting impulses between themselves and the coaxial transmission lines, characterized by that, in order to increase the voltage of the output pulse while maintaining a high steepness of its leading edge, the arrester forming the leading edge of the pulse is equipped with electrodes, one of which serves The high-voltage bus of the supply line, and as the remotely movable electrode, is used the beginning of the line connected to the load, interconnected by a hollow cylinder made of an insulating material, covering a discharge gap filled with pressurized nitrogen and enclosed in a casing, forming with the electrodes a segment of a coaxial line with a characteristic impedance equal to the same new impedance of the transmission line.

3 15 ff 1§ 3 25 5 21 гв3 15 ff 1§ 3 25 5 21 gv

ЦимлZiml

,,