Многоканальный разрядник

 

СОКИ СОВЕТСКИХ

KIWI

РЕСПУБЛИК

„SU„„14 29 ур) Н 01 Т 3/00

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ н вторСноьЮ СвИДЯткпьСтву

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3341148/24-07 (22) 28.09.81 (46) 23.04.83. Бюл. М 15 (72) Il.Ñ. Гура, В.И. Сысун, В.А. Ту. хас, Ю.Д. Хромой и В.И. Яшкова (53) 621.316.933(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 641569, кл. H 01 Т 5/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

II 612324, кл. H 01 Т 3/00, 1976.

3. Смирнов С.А. и Терещенко ф.ф.

Управляемые разрядники для коммутации больших импульсных токов в высоковольтных установках. - Сборник рефератов за 1945-1961 гг. Н., Госатоиздат, 1962. (54)(57) 1. МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РАЗРЯДНИК, содержащий два основных противостоящих электрода, поле между которыми близко к бднородному, и поджигающие электрически соединенные электроды, отделенные от одного из основных электродов изолятором и подключенные общей точкой к источнику поджига, о т л и ч а ю щ и и с- я тем, что, с целью повышения надежности и ста- . бильности многоканального срабатыва" ния и уменьшения габаритов, основные электроды выполнены в виде дисков, поджигающие электроды выполнены в ви-. де электрически соединенных в центральной части радиально расходящихся круговых секторов, расположенных на одной стороне изолятора, выполненного в виде диска из материала с высокой ° диэлектрической проницаемостью, прилегающего другой стороной к указанному первому основному электроду с противоположной от разрядного промежутка стороны, причем первый основной элект-Я род выполнен со сквозными отверстиями, расположенными по периметру указанного изоляционного диска в местах подхода поджигающих электродов к краю изоляционного диска.

2. Разрядник по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что поджигающие электроды выполнены из легкоиспаряющегося материала.

1014079 2

Изобретение относится к коммутированию больших токов в вакууме, газах и может быть использовано в различных электрофизических установках, а также для защиты высоковольтных элеме тов 5 линий электропередач, тиристорных преобразовательных блоков и других электротехнических устройств высокого напряжения от -грозовых и коммутационных перенапряжений.

Одним из основных путей. увеличения ресурса и уменьшения времени коммута-. ции сильноточных высоковольтных коммутаторов является зажигание большого числа параллельных искровых каналов. 15

Известен многоканальный разрядник, состоящий из нескольких искровых промежутков, электроды которых расположе ны на общем диэлектрическом основании, и общего поджигающего электрода, 20 расположенного между основными электродами и снабженного оболочкой из диэлектрика, например кварца.

Начальная проводимость в основном разрядном промежутке, приводящая к 25 развитию в нем нескольких разрядных каналов, возникает за счет разрядов элементарных емкостей, образованных основными электродами и поверхностью диэлектрика, которые заряжаются при 50 подаче на поджигающий электрод высосоковольтного импульса поджига.

8 таком разряднике для одновременного поджига нескольких искровшх промежутков применяется барьерный разряд между общим поджигающим электродом, покрытым диэлектриком и каждой парой основных электродов $ 1).

К недостаткам этого разрядника сле. дует отнести малую долю используемой мощности поджигающего импульса, так как разряд происходит. за счет поляризационных зарядов на диэлектрической, обо -,очке, присутствие в основном промежутке поджигающего электрода, искажающего электрическое поле основного

45 промежутка еще до прихода импульса поджига, а также невозможность работы такого разрядника в вакууме из-за отсутст вин плазмообразующего вещества.

Известен также многоканальный разрядник, содержащий полый цилиндрический анод, внутри которого коаксиально установлен катодный узел, который выполнен в виде нескольких радиально

55 расходящихся двойных формирующих линий, каждая из которых выполнена в виде разделенных диэлектриком пластин, причем указанные линии разомкнуты на

I концах, обращенных к внутренней поверхности анода, и соединены паралич,. ° дельно в центре, а поджигающее устройство выполнено в виде установленного .в центре искрового промежутка, высоковольтный электрод которого подключен к точке соединения центральных пластин, а заземленный электрод - к одной из точек соединения одноименных внешних пластин двойных формирую- щих линий (2).

Недостатками такого разрядника являются его принципиальная неуправляемость, так как работа разрядника предполагает одновременную подачу импульса на анод и поджигающее устройство, малая мощность вспомогательных раз:рядов по поверхности диэлектрика, со здаваемых емкостными токами, и как следствие слабая подсветка основного. промежутка в газах и невозможность работы разрядника в вакууме из-за отсутствия плазмообразующего вещества, а также неоднородность поля в основном промежутке, вызванном характерной геометрией разрядника, что может служить причиной самопробоев основного промежутка.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является многоканальный разрядник, содержащий два основных противостоящих электрода, поле между которыми близко к однородному, и поджигающие электрически соединенные электроды, отделенные от одного из основных электродов изолятором и подключенные общей точкой к источнику поджига.

Каждый из поджигающих электродов подключен коаксиальным кабелем к общему источнику поджига. Поджигающие электроды установлены в отверстиях одного из основных электродов, от которого они отделены тефлоновыми втулками P3).

Недостатками известного разрядника являются большие габариты, а так- .

we недостаточно высокие надежность . и стабильность многоканального срабатывания, обусловленная рассогласованием волновых сопротивлений коаксиальных кабелей (линий задержки) и сопротивлений искровых каналов поджигающих промежутков.

Цель изобретения .- повышение надежности и стабильности многоканального срабатывания и уменьшение габаритов.

3 1014

Цель достигается тем, что в много-; канальном разряднике, содержащем два основных противостоящих электрода, поле между которыми близко к .однородному, и поджигающие электрически соединенные электроды, отделенные от одного из основных электродов изолятором и подключенные общей точкой .к источнику поджига, основные электроды выполнены в виде дисков, поджигающие. 10 электроды выполнены в виде электрически соединенных в центральной час.ти радиально расходящихся круcoBblx секторов, расположенных на одной стороне изолятора, выполненного в виде 1$ диска из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, прилагающего другой стороной к указанному первому основному электроду с противоположной от разрядного промежутка стороны, 2о причем первый основной электрод выполнен со сквозными отверстиями, расположенными по периметру указанного изоляционного диска в местах подхода поджигающих электродов к краю изо= 2З ляционного диска.

Кроме того, предлагается поджигающие электроды выполнять из легкоиспа- . ряющегося материала. Это способствует увеличению количества плазмообразую- р щего вещества, выделяемого в процессе поджига, что также повышает надежность и стабильность инициирования многоканального пробоя.

На фиг. 1 представлен многоканальЮ .3S ныи разрядник, разрез; на фиг. 2катодный узел разрядника со стороны поджигающего электрода.

Разрядник содержит дисковые высоковольтный 1 и заземленный .2 основные

40 электроды и поджигающее устройство, включающее тонкий изоляционный диск 3 большой диэлектрической проницае остью, прилегающий к электроду 2 с ротивоположной стороны от разрядыого промежутка. На другой стороне диска

43 анесены радиально расходящиеся из центра поджигающие электроды, выполненные в виде сегментов 4 из легкоиспаряющегося металла, например магния, и подсоединенные общей точкой к исгде с - скорость света;

Е - диэлектрическая проницаемость изоляционного диска; - длина сегмента.

Большое количество каналов, надежно зажигаемых в предлагаемом коммутаторе, позволяет значительно увеличить коммутируемую мощность, получить малое время запаздывания и высокую стабильность работы коммутатора.

Предлагаемый разрядник обладает небольшими габаритами и позволяет надежно коммутировать пробои в вакууме и газах с меньшим временем коммутации -и увеличить ресурс разрядника за счет полного использования мощности поджигающего импульса, во время которого образуется плазмообразующее вещество.

Предлагаемый разрядник может най- . ти широкое применение в высоковольт;ной импульсной технике, в частности для коммутации накопителей энергии или в системах защиты от перенапряже.,ний дорогих радиоэлектронных схем, повышает надежность и долговечность их работы.

ВНИИПИ Заказ 3032/64

Тираж 588 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 4

079 4 точнику поджига. В местах подхода сегментов к краю диска 3 в электроде 2 (катоде) имеются отверстия 5.

При подаче поджигающего -импульса на поджигающие электроды происходит пробой между концами сегментов 4 и электродом 2 по торцу изоляционного диска 3 с большой диэлектрической про- . ницаемостью. прН этом вся мощность поджигающего импульса идет на пробой,,обеспечивая надежное инициирование пробоя разрядного промежутка как в вакууме, так и в газах.

Независимость пробоя сегментов обеспечивается выполнением условия

g< 2 пр где 0 - среднеквадратичный разброс времени запаздывания зажига-, ния искры;

t - время пробега электромагнитной волны от центра диска до края сегмента с пр