SU320217A1 - - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к сильноточным газоразр дным коммутаторам, в частности к высоковольтным сильноточным коммутирующим устройствам.

Известны сильноточные газоразр дные коммутаторы, содержащие аксиально симметричные электроды, разделенные газоразр дным промежутком. Примен ют, например, коммутаторы, катод которых представл ет собой чащеобразную металлическую камеру, а анод выполнен в виде диска, изолированного от катода и помещенного внутрь камеры. Такие устройства позвол ют надежно коммутировать токи с амплитудой в сотни килоампер гфи напр жении около 20000 в. Они характеризуютс  высокой надежностью и длительным сроком службы.

Однако подобна  конфигураци  электродов , особепно при оптимальных услови х по давлению, приводит к реализации в этих устройствах такой формы пинч-эффекта, при которой сжимающийс  провод щий плазменный щнур по своей форме приближаетс  к конусу. При Звеличении коммутируемых токов происходит схлонывание токовой оболочки конуса, возникает плазменный фокус, из которого выбрасываютс  кумул тивные струи плазмы, разрущающпе электроды и вызывающие по-вьипенпос газовыделенис.

Дл  предотвращени  образовани  плазменного фокуса, а соответственно, и кумул тивных струй нлазмы в осевой области газоразр дного промежутка необходимо во врем  нарастани  тока через коммутирующее устройство создать продольное магнитное поле, не меньщее по величине, чем внещнее магнитное поле тока в газоразр дном промежутке .

Цель изобретени  - повысить предельные значени  коммутируемых электрическпх токов простой и эффективной реализацией условий , нривод пих к разрушению плазменного фокуса.

Достигаетс  это номещением з газоразр дный промежуток коммутатора незамкнутого электронроводного витка, аксиального с электродамп п соединенного одним концом с одним пз электродов.

Виток может быть выполнен в виде р да раздельпых отрезков, каждый из которых одним KOHHOf-f соеди11ен с электродом коммутатора . При схлопываки токовый слой попадает на виток (или витки) и. протека  по нему, создает магнитное поле в центральной части газоразр дного промежутка.

BnrKii целесообразно располагать на таком рассто нии от электродов, чтобы их индуктивность увеличивалась не более, чем на 20%. Так как проводимост;, металла внтка, например меди, на три пор дка выше проводимости плазмы, то каскадного горени  дуги плазма - виток - электрод пе возникает.

Величина тока, протекающего через виток, мен етс  по липейпому закону, достига  максимального значени  у конца, присоединенного к электродам.

Средн   величина тока в витке может достигать дес тков и сотен килоампер и, следовательно , величина магнитного нол  внутри витка радиуса 1-2 см будет составл ть несколько дес тков и сотен килоэрстед. Величина магнитного нол  витка расиредел етс  неравномерно по окружности. Кроме того, взаимодействие токов, проход пдих по анодному и катодному кольпам, нриводит к их деформаци м. Дл  уменьшени  индуктивности витков (антипинчевых) их целесообразно выполн ть в виде отдельных кусочков кругового витка, каждый из которых соединен с электродами, отсто щих один от другого на 8-iO мм. Такое расположение их эквивалентно незамкнутому витку, но создает более интенсивное магнитное поле. Кольцеобразные витки значительно расшир ют диапазон коммутируемых токоз вплоть до мегаамнер.

В значительно большем объеме между витками можно получать большие импульсные магнитные пол , устран   многие трудности, возникающие при получении больших имнульсных магнитных полей с помощью одноилн многовитковых соленоидов.

На фиг. 1 изображен предлагаемый коммутатор с полым холодным катодом и антииинчевыми витками на аноде и катоде; на фиг. 2 - антипинчевый виток дл  создани  импульсного магнитного продольного пол  в разрезе; на фиг. 3 - одна из возможных конфигураций больших импульсных полей, которые можно получить внутри газоразр дного промежутка прибора.

Цилиндрическа  металлическа  замкнута  камера 1  вл етс  полым катодом. В верхней части камеры располол еп анод 2. Между анодом и верхним сводом катода может быть установлен экран 3. Анодный ввод и ввод экрана изолированы изол торами 4 и 5. Рассто ни  анод - катод и анод - экран в данной конструкции коммутатора выбираютс  Такими, что электрическа  прочность зазоров исключает возникновение в них разр дов.

Катодный и анодный узлы могут охлаждатьс  водой.

К аноду и катоду присоединены одним концом медные кольцевые витки 6 и 7, отсто щие от поверхности электродов на 4-10 мм. Дл  удалени  витков на это рассто ние к одному из их .концов приварена металлическа  прокладка 8.

Дл  запуска коммутатора иод его основанием расположен соленоид 9, на который подаетс  импульс тока, длительностью несколько сотен миллисекунд. Конфигураци  магнитного пол  запускающего соленоида выбираетс  такой, чтобы часть силовых линий дважды пересекала катод, не проход  через анод.

Коммутатор может быть выполнен в виде разборной конструкции. Необходимое давление 10-1- Q-2 pq, ст. создают форвакуумным насосом.

Дл  создани  большего и однородного магнитного пол  виток замен ют набором из четырех-шести металлических отрезков, отсто щих один от другого на 8-10 .мм (см. фиг. 2).

Но-разному присоедин   витки к электродам , МОЖНО получить как удвоенное продольное магнитное поле, так и поле с остроконечной конфигурацией внутри прибора, изображенное пунктирными лини ми на фиг. 3.

Предмет изобретени 

Claims (2)

1.Газоразр дный коммутатор, содержащий, но меньшей мере, два аксиально симметричных электрода, разделенных газоразр дным промежутком, например, в виде чашеобразного металлического катода п дискообразного металлического анода, расположенного вблизи верхнего свода катода, отличающийс  тем, что, с целью повышени  предельных электрических коммутируемых токов, коммутатор содержит, но меньшей мере, один незамкнутый электропроводный виток, расположенный в газоразр дном промежутке аксиально с электродами, один конец которого электрически соединен с одним из электродов .

2.Коммутатор по п. 1, отличающийс  тем, что виток выполнен в виде р да раздельных отрезков, каждый из которых одним концом соединен с электродом коммутатора.

Охлаждение

I К 1рор6ану1/мном1/ I насаеу

Риг }