SU828220A1 - Pulsed high-voltage lead-in - Google Patents
Pulsed high-voltage lead-in Download PDFInfo
- Publication number
- SU828220A1 SU828220A1 SU792796027A SU2796027A SU828220A1 SU 828220 A1 SU828220 A1 SU 828220A1 SU 792796027 A SU792796027 A SU 792796027A SU 2796027 A SU2796027 A SU 2796027A SU 828220 A1 SU828220 A1 SU 828220A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- winding
- cylinder
- voltage
- electrolyte
- capacitance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к импульсным высоковольтным вводам, и может использоваться при конструировании ускорительных трубок сильноточных импульсных ускорителей и высо- 5 ковольтных вводов для импульсного питания электронных пушек газовых лазеров с несамостоятельным разрядом.The invention relates to electrical engineering, namely to pulsed high-voltage bushings, and can be used in the design of accelerator tubes of high-current pulsed accelerators and high-voltage bushings for pulsed power supply of electron guns of gas lasers with non-self-sustained discharge.
Известны высоковольтные вводы, в которых повышение электрической прочности ю для быстрых процессов достигается методом секционирования конструкции с экранировкой стенки изолятора электродами специальной формы [1].High voltage bushings are known in which an increase in the electric strength ω for fast processes is achieved by the method of sectioning the structure with screening of the insulator wall by electrodes of a special shape [1].
Устройство этого ввода состоит из ряда 15 диэлектрических колец, соединенных между собой алюминиевыми кольцами, которые несколько выступают за края диэлектрических. Внутрь изолятора вставлен полупроводящий цилиндр из полиуретана. Проводи- 20 мость этого цилиндра обеспечивает равномерное распределение напряжения по секциям изолятора в статическом режиме. Однако такие устройства сложны в изготовлении. 25The device of this input consists of a series of 15 dielectric rings interconnected by aluminum rings that protrude slightly beyond the edges of the dielectric. A semiconducting polyurethane cylinder is inserted inside the insulator. The conductivity of this cylinder ensures uniform distribution of voltage across the insulator sections in static mode. However, such devices are difficult to manufacture. 25
Известны также импульсные высоковольтные вводы в вакуумный объем, изоляторы которых осуществлены с резистивным распределением напряжения по длине [2]. Наиболее просто такое распределение мо- 30 жет быть получено при использовании полого изолятора, заполненного электролитом. Однако такое решение не устраняет опасности пробоя по вакуумной поверхности изолятора, вызванного процессами, характерные времена которых меньше постоянной времени разряда паразитных емкостей, определяемых толщиной стенки изолятора, через электролит. Например, пробой, вызванный падением на стенку пучка заряженных частиц.Pulse high-voltage bushings in vacuum volume are also known, the insulators of which are implemented with a resistive voltage distribution along the length [2]. Most simply, such a distribution can be obtained by using a hollow insulator filled with electrolyte. However, this solution does not eliminate the danger of breakdown along the vacuum surface of the insulator caused by processes whose characteristic times are less than the discharge time constant of stray capacitances, determined by the thickness of the insulator wall, through the electrolyte. For example, a breakdown caused by a fall on the wall of a beam of charged particles.
Целью изобретения является повышение электрической прочности вдоль наружной поверхности ввода.The aim of the invention is to increase the electrical strength along the outer surface of the input.
Поставленная цель достигается тем, что в известном высоковольтном вводе в вакуумный объем, содержащем корпус из изоляционного материала, выполненный в виде двух коаксиально расположенных цилиндров, полость между которыми заполнена электролитом, электроды, вакуумплотно расположенные по торцам корпуса, и проходящий через внутренний цилиндр токоведущий элемент, на наружной поверхности внешнего цилиндра намотана проволока или лента из проводящего материала, концы которой соединены с электродами.This goal is achieved by the fact that in the known high-voltage input into the vacuum volume containing the housing of insulating material, made in the form of two coaxially arranged cylinders, the cavity between which is filled with electrolyte, electrodes vacuum-tightly located at the ends of the housing, and a current-carrying element passing through the inner cylinder, on the outer surface of the outer cylinder is wound a wire or tape of conductive material, the ends of which are connected to the electrodes.
На фиг. 1 изображен импульсный высоковольтный ввод; на фиг. 2—вариант высоковольтного ввода.In FIG. 1 shows a pulse high voltage input; in FIG. 2 — high voltage input option.
• 3• 3
Импульсный высоковольтный ввод состоит из высоковольтного 1 и заземленного 2 электродов, между которыми вакуум плотно закреплен корпус, состоящий из наружного 3 и внутреннего 4 цилиндров, пространство между которыми заполнено электролитом 5. На внешней поверхности цилиндра 3 размещена металлическая проволока или лента, образующие обмотку 6. Внутренняя поверхность цилиндра 4 находится в изоляционной среде, обеспечивающей электрическую прочность по внутренней поверхности цилиндра 4 (масло, сжатый газ). Соединение высоковольтного электрода 1 с источником высоковольтного импульсного напряжения Uo осуществлено проводником 7, находящимся в изоляционной среде внутри цилиндра 4.The pulsed high-voltage input consists of high-voltage 1 and grounded 2 electrodes, between which the vacuum is tightly fixed to the housing, consisting of the outer 3 and inner 4 cylinders, the space between which is filled with electrolyte 5. On the outer surface of the cylinder 3 there is a metal wire or tape forming a winding 6. The inner surface of the cylinder 4 is in an insulating medium that provides electric strength along the inner surface of the cylinder 4 (oil, compressed gas). The connection of the high-voltage electrode 1 with a source of high-voltage pulse voltage U o is carried out by a conductor 7 located in an insulating medium inside the cylinder 4.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При подаче импульса напряжения на электрод 1 по внутренней поверхности цилиндра 3 из-за наличия электролита 5 устанавливается равномерное распределение потенциала. Начальное распределение потенциала по внешней поверхности цилиндра 3 определяется соотношением частичных емкостей: междувитковой емкости обмотки, емкости между витком обмотки и землей и емкости между витком обмотки и электролитом.When applying a voltage pulse to the electrode 1 on the inner surface of the cylinder 3 due to the presence of electrolyte 5, a uniform potential distribution is established. The initial potential distribution on the outer surface of the cylinder 3 is determined by the ratio of the partial capacitances: the inter-turn capacity of the winding, the capacitance between the coil of the winding and the ground, and the capacitance between the coil of the winding and the electrolyte.
Можно показать, что начальное распределение потенциала по внешней поверхности цилиндра определяется следующим соотношением:It can be shown that the initial potential distribution over the outer surface of the cylinder is determined by the following relation:
где U(х) — потенциал стенки изолятора в точке с координатой х, отсчитываемой от высоковольтного электрода;where U (x) is the potential of the insulator wall at a point with the coordinate x, measured from the high-voltage electrode;
I — длина изолятора;I is the length of the insulator;
а = ( H±LH_)T , β =--£1-- .a = (H ± LH_) T, β = - £ 1--.
\ k J с ] -G с-.\ k J s] -G s-.
Ci — емкость между витком обмотки и электролитом;Ci is the capacitance between the coil of the winding and the electrolyte;
.¾ — емкость между витком обмотки и землей;.¾ is the capacitance between the coil of the winding and the ground;
k — емкость между двумя соседними витками обмотки.k is the capacitance between two adjacent turns of the winding.
Из приведенного соотношения (1) видно, что если емкость между витком и электролитом существенно больше емкости между витком и землей (С]>с2), то β^=Η и распределение потенциала оказывается равномерным ~ ]--± (2)From the above relation (1) it can be seen that if the capacitance between the coil and the electrolyte is significantly larger than the capacitance between the coil and ground (C]> c 2 ), then β ^ = Η and the potential distribution turns out to be uniform ~] - ± (2)
Е IE I
На практике условие Ci»c2 выполняется и можно заключить, что данное устрой4 ство ввода обеспечивает практически равномерное начальное распределение потенциала вдоль изолятора.In practice, the condition Ci »c 2 is fulfilled and it can be concluded that this input device4 provides an almost uniform initial distribution of potential along the insulator.
Наличие металлической обмотки защищает поверхность изолятора от случайного скопления поверхностных зарядов, вызванного, например, попаданием ускоренных частиц на изолятор.The presence of a metal winding protects the surface of the insulator from accidental accumulation of surface charges caused, for example, by the acceleration of particles on the insulator.
Влияние индуктивного сопротивления обмотки на ток нагрузки мало, если длительность импульса высокого напряжения tn существенно меньше постоянной времени x=LjR, где L — величина индуктивности обмотки;The influence of the inductive resistance of the winding on the load current is small if the duration of the high voltage pulse t n is significantly less than the time constant x = LjR, where L is the magnitude of the inductance of the winding;
R — сопротивление, определяемое параллельным включением сопротивления нагрузки и сопротивления электролита.R is the resistance determined by the parallel inclusion of the load resistance and the resistance of the electrolyte.
Например, высоковольтный ввод с цилиндром 3 длиной 510 мм и диаметром 480 мм с обмоткой из 160 витков обладает индуктивностью, включенной параллельно нагрузке 100 Ом, величиной 12 мГ. При этом т=120 мкс и спад площадки импульса напряжения длительностью ίη = 5 мкс не превышает 4%. При с2=0,1 Ci и Ci=k неоднородность начального распределения потенциала по поверхности изолятора не превышает 0,6%.For example, a high-voltage input with cylinder 3 with a length of 510 mm and a diameter of 480 mm with a winding of 160 turns has an inductance connected in parallel with a load of 100 Ohms, a value of 12 mG. In this case, m = 120 μs and the decrease in the area of the voltage pulse with a duration of ί η = 5 μs does not exceed 4%. With c 2 = 0.1 Ci and Ci = k, the nonuniformity of the initial potential distribution over the surface of the insulator does not exceed 0.6%.
Другой вариант высоковольтного ввода в вакуумный объем выполнен следующим образом.Another variant of the high voltage input into the vacuum volume is as follows.
Жила коаксиального кабеля 7 подключена к высоковольтному электроду 1, а его оплетка — к заземленному электроду 2. Внутренним изолятором 4 служит здесь жила кабеля со своей изоляцией, погруженной в электролит 5.The core of the coaxial cable 7 is connected to the high-voltage electrode 1, and its braid to the grounded electrode 2. Here, the core of the cable with its insulation immersed in the electrolyte 5 serves as the internal insulator 4.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792796027A SU828220A1 (en) | 1979-06-28 | 1979-06-28 | Pulsed high-voltage lead-in |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792796027A SU828220A1 (en) | 1979-06-28 | 1979-06-28 | Pulsed high-voltage lead-in |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU828220A1 true SU828220A1 (en) | 1981-05-07 |
Family
ID=20840535
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792796027A SU828220A1 (en) | 1979-06-28 | 1979-06-28 | Pulsed high-voltage lead-in |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU828220A1 (en) |
-
1979
- 1979-06-28 SU SU792796027A patent/SU828220A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8278807B2 (en) | Radiofrequency plasma generation device | |
US3396339A (en) | Capacitive voltage sensing device including coaxially disposed conductive tubes and electrical discharge inhibition means | |
US3588576A (en) | Spark-gap device having a thin conductive layer for stabilizing operation | |
US4287548A (en) | Surge voltage arrester with reduced minimum operating surge voltage | |
CN87107192A (en) | Lightning protection transmission device | |
Doepken | Compressed-gas insulation in large coaxial systems | |
US4413304A (en) | Electromagnetic field compensated cable | |
RU2046427C1 (en) | High-voltage instrument current transformer | |
US1657249A (en) | Capacitance transformer | |
HU180696B (en) | Equipment for measuring the voltage of inner a.c. conductor of earthed metal clad high-voltage switch filled with insulating material | |
SU828220A1 (en) | Pulsed high-voltage lead-in | |
DE4014377A1 (en) | HIGH-FREQUENCY AMPLIFIER WITH SLOW-WAVE DELAY LINE | |
US5142194A (en) | Spark gap component of particular spacing mounted within a shield | |
US4187526A (en) | Gas-Discharge surge arrester with concentric electrodes | |
Lee et al. | Impulse breakdown characteristics of the plane-to-plane electrode system with a needle-shaped protrusion in SF6 | |
GB2083945A (en) | Excess Voltage Arresters | |
Trump et al. | High-voltage dc flashover of solid insulators in compressed nitrogen | |
US3259818A (en) | Capacitors employing nio as a dielectric | |
JPH09292435A (en) | Protecting device for withstand voltage test | |
RU2331164C1 (en) | Pulse generator of x-ray radiation | |
JPS59104567A (en) | Cable electro-mechanical test terminal | |
SU1104591A1 (en) | High-voltage cable with vacuum insulation | |
SU1018200A1 (en) | Switching surge generator | |
Smith et al. | Measurement of nitrogen laser channel current, inductance, and resistance | |
SU902081A2 (en) | High-voltage measuring resistor |