SU866626A2 - Управл емый разр дник - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электрофизике , а именно к конструкци м сильноточных разр дников и может быть использовано дл  высокоскоростного включени  импульсных накопителей (емкостных, индуктивных, взрывных и т.д.) энергии на нагрузку вэлектрофизических установках, предназначенных дл  получени  сверхсильных магнитных полей, формообразовани металлов в электротехнике. По основному авт. св. № 527786 известен управл емый разр дник,-содержащий токоподвод щие шины, два ос электрода и один управл ющий расположенный между основными, диэле Трик и канал инициирующего импульса например кабель, подключенный одним полюсом к управл ющему электроду, в котором дл  уменьшени  индуктивное ти, расширени  диапазона управл емости и увеличени  пропускной способ ности по току, электроды разр дника размещены на одной стороне повёрхнос ти диэлектрика, с толщиной меньшей, чем минимальные рассто ни  между электродами, а противоположна  сторона поверхности диэлектрика снабжен токопроводом, электрически соеди- ненным с -одним из основных электродо и другим полюсом канала инициирующего импульса. Така  конструкци  разр дника с электродами,прот женными вдоль поверхности диэлектрика в направлении , перпендикул рном направлению тока, дает возможность сформировать многоканальный скольз щий разр д, переход щий в плазменный слой между электродами вдоль всего периметра электродов. Благодар  малой толщине диэлектрика , между слоем разр дной плазмы и обратным токопроводом обеспечиваетс  резкое снижение индуктивности разр дника . Развитие разр да с прот женной плоской поверхности электрода обеспечивает малые плотности тока на электроде, высокую эрозионную стойкость электродов и диэлектрика и, соответственно, высокую пропускную способность. Разр дник имеет максимальный диапазон управл емости по напр жению и высокую точность синхронизации. Недостаток этого разр дника про вл етс  при использовании его в режиме многократной коммутации тока с линейной плотностью 50 кА/см и более, ЕСЛИ в качестве диэлектрика, по которому развиваетс  многоканальный

разр д, используетс  оргстекло, стеклотекстолит, полиэтилен или иной органический диэлектрик, то после нескольких сотен коммутаций мегаамперного .тока поверхностный слой диэлектрика , контактирующего с плазмой разрушаетс , что затрудн ет формирование многоканального скольз щего разр да. Протекание большого тока по уменьшенному числу каналов вызывает рост динамических нагрузок на диэлектрик и разрушает его.

Цель изобретени  - повышение надежности многоканального срабатывани  и срока службы.

Это достигаетс  тем, что в известном управл емом разр днике содержащем токоподвод щие шины, два основных электрода и один управл ющий, расположенный между основными, диэлектрик и канал инициирующего им-пульса , например кабель, подключенны одним полюсом к управл ющему электроду , электроды которого размещены на одной стороне поверхности диэлектрика , с толщиной меньшей чем минимальные рассто ни  между электродами , а противоположна  сторона поверхности диэлектрика снабжена токопроводом , электрически соединенным с одним из основных электродов и другим полюсом канала инициирующего импульса, согласно данному изобретению , диэлектрик снабжен слоем вещества на рабочей поверхности, содержащего нитрид бора, например эпоксидной смолы с отве щителем и пластификатором , смешанной с мелкодисперсным порошком нитрида бора в весовом соотношении вес/ч: Эпоксидна  смола с отвердителем и пластификатором 5 вес.ч. Нитрид бора 1 вес.ч. Упом нутый защитный слой  вл етс  диэлектриком с высоким поверхностным сопротивлением пор дка 10 ом/см Он обладает высокой стойкостью при импульсном кратковременном контакте с плазмой высокотемпературного искрового скольз щего: разр да, коммутирующего ток длительностью 10-100 мкс В качестве основного диэлектрика, на который наноситс  защитный слой, целесообразно использовать стеклотекстолит марки СТЭФ, так как защитный слой, выполненный на основе эпоксидной смолы и эпоксидна  смола, пропитывающа  стеклоткань стеклотекстолита , склеиваютс  с высокой механической прочностью, и создают композицию, обладающую повышенной стойкостью к динамическим нагрузкам, создаваемым ударными волнами мегаамперного разр да.

На фиг. 1 представлен предлагаемый управл емый разр дник с многоканальным пробоем по поверхности диэлектрика , в разрезе; на фиг. 2 вид этого разр дника, сверху.

Разр дник содержит два основных электрода 1 и 2 в виде полос, между которыми расположен управл ющий электрод 3 такой же конфигурации, обратный токопровод 4, отделенный от основных и управл ющего электродов диэлектриком 5, содержащим на рабочей поверхности, на которой расположены электроды и по.которой развиваетс  скольз щий многоканальный разр д, слой 6 вещества, згицищающего диэлектрик 5 от .разрушени , источник 7 питани , подключенный к одному из основных электродов 1 и обратному токопроводу 4, нагрузку 8, подключенную к другому основному электроду 2 и обратному токопроводу 4 и кабель 9 инициирующего импульса, соединенный с управл ющим электродом 3.

Предлагаемый разр дник работает следующим образом.

Импульс инициирующего разр да подаетс  на управл ющий электрод 3, от которого по направлению к основным электродам 1 и 2 развиваетс  сетка каналов скольз щего разр да. Каналы скольз щего разр да развиваютс  от управл ющего электрода 3 по поверхности .диэлектрика 5,.покрытого защитным слоем 6 вещества содержащего нитрид бора, например слоем эпоксидной смолы, смешанной с мелкодисперсным порошком нитрида бора в весовой пропорции 5:1, После завершени  прорастани  каналов скольз щего разр да на осноные электроды последние оказываютс  замкнутыми и по сетке каналов идет ток разр да основного контура. Защитный слой предохран ет диэлектрик, по которому развиваетс  скольз щий разр д, от испарени  под воздействие плазмы, обеспечива  коммутацию 500 разр дов с линейной плотностью тока около 50 кА/см, т.е. увеличива  число коммутируемых импульсов (по сравнению со 100-150 импульсами в разр днике без покрыти ),

Повышение стойкости.диэлектрика при коммутации разр дником больших импульсных токов может быть Достигнуто не только нанесением на его поверхность защитного сло , но и добавлением нитрида бора в состав само эпоксидной смолы при изготовлении стеклотекстолита. При этом сохран етс  основной отличительный признак предлагаемого изобретени : наличие на поверхности диэлектрика контактирующего с плазмой сло  вещества, содержащего нитрид бора и повышающего эрозионную стойкость диэлектрик Однако сам диэлектрик в этом случае будет более монолитным и при испарении участков, прилегающих к его поверхности, диэлектрик сохранит работоспособность. Такой диэлектрик

можно использовать в конструкци х со значительно большим сроком службы и при токовых нагрузках превышающих 50 кА/см.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Управл емый разр дник по авт. св. № 527786, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности многоканального срабатывани  и срока службы, диэлектрик снабжен слоем вещества на. рабочей поверхности , содержащего нитрид бора, например эпоксидной смолы с отверди2 телем и пластификатором, смешанной с мелкодисперсным, порс иком нитрида бора в весовом соотношении 5:1.

   в