SU807967A1 - Искровой разр дник - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к высоковольтной импульсной технике li может быть использовано дл  получени  крутых перепадов волн напр жени  н тока ь передающих лини х дл  целей управлени  высоковольтными установками или непосредственного использовани  в них.

Известны искровые разр дники, предназначенные дл  формировани  крутых перепадов напр жени  в передающих лини х , содержап ие два главных электрода, по внешнему периметру которых подключены керамические конденсаторы в качестве накопительных элементов и коаксиальные кабели в качестве передающих элементов , и одно инициирующее устройство дл  возбуждени  искрового разр да в газообразном диэлектрике ,1. Длительность фронта импульса формируемого генератором , содержащим искровой разр динк, онредел етс  индук ивностью разр дного контура, включающей собственные индуктивности накопительных и передающих элементов и индуктивности их подключени , индуктивность межэлектродного зазора и индуктивность искры.

Известен также искровой разр дник, в котором дл  уменьшени  иидуктивиости межэлектродного зазора ti индуктивности искры главные электродь выполнень в виде плоскопараллельных дисков, между которыми дл  уменьшени  рассто нн  между электродамн, привод щего к уменьшению индуктивности межэлектродного зазора и искры, размещен твердый диэлектрик, а дл  уменьшени  суммарной индуктивиостц разр дного контура накопительные и передающие элементы выполнены в виде коаксиальных кабелей с малопндуктивным подсоединением их к главным электродам, причем возбуждеине искрового разр да осуществл ют механическим разрушение межэлектродного твердого диэлектрика 2.

В тако искровом разр днике удаетс  значительно уменьшить индуктивность разр дного контура, что позвол ет получать на нагрузке с сопротивлением пор дка единиц Ом импульсы с фронтом длительностью в единицы наносекунд. Однако, необходимость замены после каждого разр да твердого диэлектрика, в котором происходит разр д, и механическа  система ниициированн  разр да,  вл юща с  сравнительно медленно действующей и, следовательно , вызывающа  трудности в синхронизации срабатывани  разр дника с другой аппаратурой серьезно затрудн ют эксплуатацию подобного искрового ра.зр днцка .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретеиию  вл етс  искровой разр дник, который содержит два аксиально расположейшых дисковых электрода с зоиой.разр да в цеитре и токоподводом ио иериметру 31.

В этом разр днике дл  умеиьшеии  индуктивиости иутем умеиьшеии  суммарной индуктивности искрового разр диика ио окружиости поставлеио несколько иинциирующих устройств дл  возбуждени  иескольких иараллельных искр в газообразиом диэлектрике , позвол ющем многократно возбуждать разр д чисто электрическим сиособом с высокой точиостью во времеии.

Недостатком этого разр дника  вл етс  наличие большого количества инициирующих устройсгв, требзющих дл  одиовремениого возбзждеии  параллельных искровых разр дов быстродействующей и мои1,ной системы запуска, что усложи ет разр дник и снижает иадежиость, его работь. Причем дл  дальнейшего снижени  нидук тивности разр д н-Н:а необходимо увеличивать количество параллельно возбуждаемых искр, что приводит к сложной проблеме возбуждени  неустойчивых ио отнощеиию друг к другу иараллельных искровых разр дов иа небольшом , рассто нии один от другого.

Цель-изобретени  - уменьщеиие длительиости фронта формнруемого импульса и упрощение.

Это достигаетс  тем, что электроды выиолиен-ы с радиальио расположенными вокруг зоны разр да чередующимис  пазами и греби ми, количество которых возрастает , а глубина и высота - у1меиьшаютс  в наиравлении от цеитра к периферии электродов , Причем гребни каждого электрода расположены с зазором в иазах между гребн ми другого электрода. На фиг. 1 приведен вид в аксоиометрии одного Й5 главных электродов с вырезом одной чегверти электрода; на фиг. 2 - часть развертки цилиндрического сечеии , параллельного оси зоиы разр да искрового разр дника, выполиеииого по предлагаемому изЬб|)етению.

Иcкpoвdй разр диик вьшолнеи следующим o6paiSk.

На главном электроде 1 искрового разр дника выделеиа заиа разр да 2, в которЬи может быть расиоло сено одно или иёскбЙько инициирующих устройств. НеиосредстЙЙно от зоиы разр да иачинаютс  радиаЙьЙо расход щиес  гребни 3, р дом и иа: 1аМлельио которым выполиеиы пазы 4. Гребии и пазы различных электродов взаимопроникают друг вдруга (фиг. 2). Коикрет1Иа  коиструкци  главиого электрода , выполненного по данному изобретению характеризуетс  исходиым (начинающимс  от зоиы разр да) количеством пар гребеиь - паз.

Но мере радиальиого расхождени  пазов и гребней на электроде по вл етс  площадь, которую используют дл  увеличени  количества пар гребень -паз, а

высоту гребией и глубииу.пазов уменьшают до перехода в илоскость дискового электрода, по иериметру .которого за пределами области гребией н пазов осуществл ют токоподвод, там расположены.твердотельиый изол тор и места креплени  накопительных и иередающнх элементов, в даииом случае - коаксиальных кабелей.

Искровой разр дник работает следующим образом.

Электромагиитна  волна,. вызванна  срабатыванием разр динка, заключающимс  в замыкании межэлектродного зазора каналом искры и распростран юща с  по линии, которой  вл ютс  иередающие и иакопительные элементы и отдельные элементы разр дника, искажаетс  ija неодлородиоСт х этой линии, причем неоднородность вли ет как некотора  эквивалеитиал индуктивиость, если волновое сопротивленне этой неоднородности превышает базовое волновое сопротивление основной часTii лииии. Под основной частью лииии следует ионимать иакоинтельиые и передающие элементы, а их эквивалептиое волиовое сопротйвление ирниимать за базовое. В месте иодсоедннеии  иакоинтельиых и иередающнх элемеитов к главным электродам разр динка ироисходит коиструктивное увеличенне волнового сопротивлени 

соответствующего участка по сравиению с базовым сопротивлеиием и, следовательно, этот участок вли ет иа электромагинтную волиу; как некотора  нндуктивиость.

Далее дисковые главные электроды

искрового разр диика представл ют радиальиую линию, волновое соиротивление которой следует поддерживать равиым базовому соиротивлеиию и дл  этого следует умеиьщать рассто ние между дисками

электродов но мере приблил ени  к цеитру зоны разр да. Однако минимальное сближение электродов ограничено рассто нием, при умеиьшеиии которого межэлектродиый зазор пробиваетс  ирнложеиным к электродам напр жением.

Поддержаиие волнового сопротивлеии  равиым базовому при и)сто н 1ом межэлектродном зазоре достигаетс  создаиием на иоверхностн электродов гребней н иазов

взаимонроникающих друг в друга, т. е. иоддержанием на иосто нном уровне щирины радиально сход щейс  лниии, образоваиной иоверхиост ми главных электродов . По мере приблнжеии  к цеитру зоны

разр да высоту гребией и глубииу пазов увеличивают, кроме того, по мере п риближени  к центру зоны разр да количество пар гребень - паз уменьшают из-за нехватки места на поверхиости главных

электродов, что приводит к необходимости

еще более увеличивать высоту гребней и глубину пазов.

Радиальный сход гребней и пазов к центру зоны разр да ограничен размерами зоны разр да, минимальный диаметр которой не может быть выбран менее рассто ни  между главными электродами при исходном количестве нар гребень - паз равной одной.

При распространении электромагиитной волны, возникающей при срабатывании разр дника, от зоны разр да волновое сопротивленне лнннн сначала превыщает базовое, но по мере удаленн  от зоны разр да это расхожденне в волновых сопротивлени х уменьн аегс  до нул . На участке, где волновое сопротивление больше базового, электромагнитна  волна искажаетс  как при прохождении через ин .дуктивность последовательно включенную в линию, но величина соответствующей эквивалентной индуктивности меньше, чем при выполнении главных электродов в виде плоских дисков, так как меньше н отклоненне волнового сопротивлени  лнннн, образованной гребн ми и назамн, от базового . Кроме того, следует указать, что реа .:изуемый по данному изобретению путг. электромагнитной волны по поверхност м гребней и пазов в зоне, примыкающей к разр ду, приближаетс  к предельно теоретически достижимому способу подвода Электромагнитной энергии к разр ду по всему пространственному углу в 4л стерадиан - способу, который при заданном межэлектродном зазоре позвол ет получить наименьшую индуктивность.

При одинаковой организации пскрового разр да, индуктивность предложенного искрового разр дника меньше, чем искрового разр дника с плоскими электродами (лини  с , где п - исходное количество пар гребень -паз), причем преимущество предложенного искрового разр дника возрастает с уменьшением базового волнового сопротивлени . Индуктивность конструкций предложенного искрового разр дника достигает своего предельного значени  и далее не увелнчиваетс  при уменьшении базового волнового сопротивленн . Все это позвол ет при одинаковом базовом волновом сопротивлении получать с помощью предложенного искрового разр дника импульсы сфронтами меньшей длительности , чем с помощью искрового разр дника с плоскими электродами, что увеличивает точность и надежность управлени  высоковольтными установками и открывает перед ними новые возможности применени . Кроме того, упрощение системы запуска предложенного искрового разр дника упрощает и удешевл ет систему в целом и уменьшает расходы на ее эксплуатацию .

Claims (3)

1.Павловский А. И. и др., стать  «Генератор высоковольтных импульсов с многокабельной разводной, журнал ПТЭ, 1976, N° 3, с. 134-135.

2.Зотов Е. В. и Красовский Р. Б. стать  «Многоканальный генератор высоковольтных наносекуидных импульсов. ПТЭ, 1976, № 2, с. 91-92.

3.Босамыкин В. С. н др. стать  «Система синхронного запуска с наносекундиой точностью 48 многоканальных разр дников на 50 кВ. Газоразр дные приборы. Труды конференций по электронной технике, вып. 2 (18), М., Электроника, 1970, с. 95 --Wmm.

Фиг.2.