Управляемый разрядник с твердым диэлектриком

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саиз Советских

Социалнотнческих

Реопублин

284I82

Зависимое от авт. свпдетельс1хва №вЂ”

Заявлено 10.Х11.1968 (№ 1288808/26-25) Кл. 21, 12/01 с пр1 соед11псппем заявки ¹â€”

Комитет по делам нзоеретений и открытий при Совете Миниоърев

СССР

Прпоритст—.1 1ПК Н 011 17 22 х jK 621.385.3 (088.8) Оп оликовано 14.Х.1970. Бюллстспь № 32

Л,ага опубликования оп:1=аппя 23.Л.1971

Авторы изобретения

Н. Ф. Владимиров, В. С, Комельков и В. И. Модзолевский

Заявитель

УПРАВЛЯЕМЫЙ РАЗРЯДHИК

С ТВЕРДЫМ ДИЭЛЕКТРИКОМ

Изобретение относится к импульсной технике сильных токов, в частности к управляемым аппаратам, осуществляющим включение нагрузки на напряжение, и преимущественно может быть использовано в тех областях техники, где требуется обеспечить как малый разброс времени вклгочепия, так и значительную скорость нарастания тока в электрической цепи при больших значениях коммутируемого тока и напряжения.

Известен разрядник, коммутирующий токи порядка 2 10, а при напряжении 30 кв, сооственная индуктивность которого не превышает 3 см. Его электроды помещаются в вакуумную камеру, которая пспрерьгвно откачивается до давления 10 — — 10 — тор, а за пуск разрядника осуществляется с помощью плазменной пушки типа Бостика, инжектирующей сгусток плазмы в межэлектроднос пространство.

Не,остатком,разряднико в этого типа является сложность конструкции и громоздкость, вызванная необходимостью иметь форвакуумную систему, а также систему подачи элегаза, который для усиления наружной изоляции заполняет под избыточным давлением пространство между корпусом и вакуумной камерой.

1! спользование в качестве инициирующего устройства пушки типа Босгика не способствует уменьшению разброса во времени I.o вклю Icния пз за плîxой воспроизводимости ее срабатывания.

Другой известный ти п малоиндукпгвного разрядника, коммутирующий ток 1,2 106 а при напряжении 40 кв, представляет собой две медные шины, разделенные листом твердой изоляции. На одной из шпн имсется отверстие, в котором монтируется небольшой заряд взрывчатого вещества. Инициирование разря1а осуществляется путем взрыва заряда, разрушающего изоляцию между шинами. Поврежденный изоляцпо ннь111 лист после каждого срабатывания разрядника замснястся Новы м.

15 Недостатком таки.; разрядников является

Т11КЖЕ HBI ДООСТВО В ЭКОПЛМЯТЯЦИИ, CI3833 FIEIOC С

11СООХОДИМОСТЫО ПОСЛС КЯЖДОГО СРЯОЯТЫВЯНИЯ

УСТЯНЯВЛИВЯТЬ ПОМИМО НОВОГО ИЗОЛЯЦИОННОГО листа заряд взрывчатого вещества.

Кроме того, этот тип разрядника имеет большой временной разброс в срабатывании в случае, когда требуется осуществить коммутацию при малой (десятки вольт) разности потенциалов на элекгродах 1разрядника. ПрпменеННс взрывающихся проволочек вместо капс1олей детонаторов дает большие времена разброса срабатывания даже при больших разностя.;. Потенциалов на мсжэлсктродном

30 промежутке.

284182

Цель изобретения — дальнейшее упрощение конструкции и эксплуатации .разрядников, улучшение их эксплуатационных характеристик — х!а!Ксих!альных величин коммутируемого така и напряжения, уменьшения индуктивности и временного разброса при срабатывании.

Предлагаемая конструкция разрядника дает возможность коммутировать большие токи также прп малых (несколько десяpKofri вольт) напри?кениях, что имеет немаловажное значе1!ие в осуществлении режимов «закоротки», и!унтиру!Ощих аппаратуру при пробсе в момент максимума тока в цепи.

Цель достигается pfrcäåíèåì в коиструкци.о разрядников с твердым диэлектрн (Ом иии,цпирующего устройства, которое включает в себя электродную систему специальной формы, конденсатор или батарею конденсаторов запуска, разрядник поджига и блок !Пуска.

При разряде конденсаторов запуска на систему электродов специальной формы иницпи р ующсго устрой сr H 1 внутри последней обр азустся Олагодаря токам .выноса плазмепная струя и мощная напраВленная 1;дарная Волн?1, которая, падая на твердую изоляцию разря;1и1!ка, ломает ее и одновременно испарял, причем испариншийся материал вместе с плаза снной с pvcif выносится с большой скоростью из межэлектродного пространства, B результате разрушения диэлектрика происходит быстрый пробой, плазменная струя вместе с испарившимся материалом изоляции замыкает электроды разрядника на площади, .больш ей р а зруше н!пои и лоща!ди диэле!1(тр ?!к а, а потому разрядный ток течет в канале, обладающем очень, низким акгивньгм сопротивлением и индуктивпостью.

На фиг. пс(азаи предлагаемый р?!зр ядпи!к приведена электрическая схема пуска; иа фиг. 2 — п р!?!Пщи!и дсй!Сивия ини!цн!и1рующего уclpoIlcòâà. Сущесввсннoii осооснностью дан;!ого типа разрядника является тонкий слой изолиру!ощего материала 1, помещенный мс кду высоковэльтным электродом разрядника 2

;! электродом 8, !находящимся под,нулевым потенциалом. В центре последнего находится электродная система специальной формы, пр "fсч внешний ее электрод (сопло) 4, Верх;1яя часть которого предсгавляет собой цилиндр, а ! !if?r(!1HH — КОН 1 С, COCTH BJIHCT C3 ifrlOC ЦСЛОС С электро!доз! разрядни!Ка 8, а центральный электрод 5, о!Отрие,котopoDo !Находи!вся .в наиболее узкой части конуса сопла, через разряд.шK поджига б присоединяется к конде!1Саторх запуска r. Нагрузка 8, батарея конденсаторов 9 и предлагаемый разрядник образуют рабочую цепь. Конденсатор запуска и рабочая батарея конденсаторов через зарядные сопротивления 10 и 11 присоединяются к исTO fr! I!I(V BblC0I(OI 0 н 1frpH?r(BHIIH — I(I(;IBM%I!I r 12

if Щ

Блок пуска 14 вырабатывает высоковольг.

::ый импульс, запускающий разрядник поджи;а. и конденсатор запуска оказывается под-! (л!о !енин.ч непосредственно к электродам 4 и

4 э инициирующего устро!!Ства. Пробой происходит вблизи острия центрального электрода.

Газ, за!полня!Ощий сопло, ионизируется, и раз рядный ток соответствующей амплитуды протекает уже не в узком ка!Нале, а заполняет все

Досгоинством предлагаемого разрядника является его способность коммутировать значитсльные токи при:на!пряжении между электродам м и всего в несколько десятков;вольт.

В этом случае из-за низкой напряженности коля межэлектродный ироме?кутак замыкается плазменной струей,:которая выносится из инициирующей системы. Это дает возможность использовать данный разрядник в режиА!ах «закоротки», шунтиру!Ощих аппаратуру при пробое в моме1П максимума тока в цепи разряда.

5р

Предмет изобретения

Управляемый разряд ник с твердым диэлектриком, оодержащи1! два плоаких электро!да, один из которых имеет отверстие, Il .инициирующее уст!ройство с блоком пуска, отличаюи ийсл тем, что, с целью упрощения Kîíñòðóêuuu и повышен ия надежности коммутации, бр

65 сечение сопла, образуя поршень, который под действием спл магнитного давления создает ударную волну и ускоренно выталкивает газ и плазму по направлению .:к выходу из сопла.

ro При выходе тока за обрез сопла образуется плазменная струя, элементами которой ягля-! отся .плазменный коаксиал 15 и токовы1! шнур 1б, между которыми з?!Кл!О 1е!Но магнит1;ос поле. Токовый фронт вместе с фронтом ударной волны действует подобно поршню, который ионизует и захватывает находящийся впереди него нейтральный таз. При подходе к тонкому слою изоли!рующего материала 1 фронт ударной волны, давление в котором порядка нескольких тысяч атмосфер, ломает этот материал, при !См последний одновременно поп!!ряется, ОказыВаясь В зоне, Где температура порядка нескольких деся.гков тысяч градусов Кельвина, Материал изоляционного лис1а в виде паров и осколков .Вместе с плазменной струей выносится из межэлсктродного пространства разрядника со скоростью, близкой скорости ударной ьолны. Поскольку тонкий слой изол?!ру!Ощего материала;находится

3р В электрическом поле, II ат!р я?i(GH ность кото р Оро соответсгвуст приблизительно его предельной диэлектрической прочности, разрушение изоляционного листа ударной волной вызывает Iiipooorl межэлекгродного проме?кутк?! 3а ьремя меньшее или равное времени,прохождения ударной волны через листовую .изоляцию ме?кэлектродного промежутка. 1х этому времени плазменная струя вместе с пар;ами изоляционногоого листа заполняет межэле!Ктр О!дное

4р пространство на площади, обеспечивающей протекание разрядного тока рабочей батареи в канале, обладающем очень Н1!зкиз! акт.!Вным сопротивлением и индуктивностью.

284182

Фив 2

Составитель И. И. Петров

Реда(ссор К. Н. Шанаурова Текред T. П. Курплко Корректор Л. А. Царькова

Заказ 7948 Тпраис 480 Г1одппсное

ЦН!4ИПИ Комитета ьо делам изобретений и открытий при Сонете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Облас i: ая т,>,:ографпя 1(остромского управления по печати

:один пз электродов выполнен в виде персхо-:..ящего в плоскость сопла, . внутренний диаяетр,которого равен диаметру отверстия в лоской части. а инициирующий электрод выполнен в виде стержня, острие которого расположено в месте перекода цилиндрической части сопла в конус,