Устройство защиты от волновых перенапряжений генератора импульсных токов

 

О П И С А Н И Е 73626О

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистмческнк

Республик (61) Дополнительное к авт. свиа-ву— (22)Заявлено 07.12.77 (21) 2550617/24-07 (51) М. Кл.

2 с присоединением заявки,%—

Н 02 Н 9/04

1осудерственный комвтет

СССР (26)Приоритетпо делам нзобретеннй и открытнй

Опубликоваио25.05.80. Бюллетень Ж19

Дата опубликования описания 25.05.80 (53) УДК 621.316. .94 (088.8) (72) Автор изобретения

В. М. Ртищев

4 к=,, ..

Ленинградский политехнический институт,„-;",";.„:с . ; .:, -;..;п1 им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЗАШИТЫ ОТ ВОЛНОВЫХ

ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ П НЕРАТОРА ИМПУЛЬСНЫХ ТОКОВ

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к устройствам зашиты от волновых перенапряжений в мощных генераторах импульсных токов (ГИТ).

Известны устройства защиты от волновых перенапряжений, состоящие из RCсхемы, где резистор выполнен на основе сопротивления медного купороса или нелинейные сопротивления типа вилит, тервит (1) . Зависимость сопротивления мед о ного купороса от внешних факторов (температуры), а также изменение его сопротивления со временам снижают эффективность зашиты от перенапряжений. При применении в RC-схеме нелинейных conpoI5 тивлений необходимо подбирать их с минимальным разбросом вольтамперных характеристик, имеющим место у сопротив лений из различных партий изготовления.

При выходе одного сопротивления из, строя и отсутствии сопротивлений из этой партии приходится заменять все сопротивления, что усложняет сопротивление уст ройства зашиты .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для зашиты от волновых перенапряжений в

ГИТ, состоящем из источника питания, конденсатора и разрядника, электрод поджига которого соединен с блоком поджига а катод через кабель подключен к нагруг ке, содержащей резистор и конденсатор, соединенные последовательно (ЯС»пепо вка) и предназначенные для подключения параллельно нагрузке (2).

В современных мощных высоковольтных

ГИТ (30-100 кВ) резистор в RC-цепочке представляет параллельно-последовательно соединенные сопротивления. Параллельно-последовательное соединение со противлений необходимо для выполнения условий:

a) Р Z„, где Z„- волновое сопротивление кабельной линии подходящей к нагрузке; б) предотвращения пробоя по поверхности сопротивления.

73626

Однако пос тедоватольное соединение сопротивлений вносит паразитную иттдуктивность в устройство затциты и тем самым снижает его эффективность.

Цель изобретения — повышение его эффективности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство защиты от волновых перенапряжений генератора импульсных токов, состоящего из источника питания, 10 конденсатора и управляемого разрядника, электрод поджига которого соединен с блоком поджига, а катод через кабель подподключен к нагрузке, содержащее резистор и конденсатор, соединенные последова-15 тельно между собой и предназначенные для подключения параллельно нагрузке, дополнительно введены управляемый разрядник, разделительный трансформатор, кабель задержки, делитель напряжения и 20 переключатель, причем дополнительный управляемый разрядник включен между резистором и конденсатором, электрод поджига дополнительного управляемого разрядника через разделительный трансформа- тор подключен к линии задержки, вход которой подключен к блоку поджига, а конденсатор через переключатель подключен к делителю напряжения, вход которого подключен к источнику питания.

На чертеже приведена схема включения предлагаемого устройства зашиты.

Устройство содержит источник питания конденсатора 1 ГИТ, переключатель

2, конденсатор 3 ГИТ, устройство поджига разрядника 4 ГИТ, разделительный трансформатор 5, разрядник 6 ГИТ, кабель 7, соединяющий разрядник с нагру кой, нагрузку 8, активное сопротивление устройства защиты резистора 9, конденсатор 10 устройства защиты, делитель напряжения 11, кабель задержки 12., разделительный трансформатор 13, разрядник 14.

Исходное состояние предлагаемого устройства следующее. От источника тпттания 1 через переключатель 2 (в исходном положении он замкнут) заряжен конденсатор 3 ГИТ. На выходе устройства поджига 4 включен разделительный транс- 0 форматор 5, вторичная обмотка которого подключена к разряднику 6. Разрядник 6 кабельной линией 7 подключен к нагрузке

8, параллельно которой подсоединены последовательно включенные резисторы 9, разрядник 14 и конденсатор 10. Конденсатор 10 через переключатель 2 идели"ель 11 заряжен от источника питания

0 4

1 до напряжения Ц =- U,5 тт . С устройства поджига 4 кабель задержки 12 соединен с первичной обмоткой разделительного трансформатора 13. Вторичная обмотка трансформатора 12 соединена с управ ляюшим электродом и катодом разрядника 14.

Устройство работает следующим образом. От источника питания 1 через переключатель 2 заряжается конденсатор 3.

Одновременно через делитель 11 и переключатель 2 заряжается конденсатор 10 до напряжения, равного половине зарядного напряжения ГИТ 0с-= 0,5 0 .

После заряда конденсаторов 3 и 10 для устранения влиянич переходного процесса в ГИТ на источник питания I., последний отключается переключателя. ти

2. С устройства поджига 4 через разделительный трансформатор на разрядник 6 подается импульс поджига. Разрядник 6 срабатывает, и по кабелю 7 начинает двигаться волна напряжения Ц, которая через время 4 =-L

B момент прихода волны напряжение

Ц к нагрузке на разрядник 14 подается импульс поджига, и он срабатывает.

Синхронность подачи импульса поджига на разрядник 14 с моментом прихода волны к нагрузке осуществляется кабелем задержки 12. После срабатывания разря.т ника 14 согласующее сопротивление оказывается под напряжением

0 - u Исо = 04 0 5.

Таким образом, напряжение, приложенное к сопроI èâëåíèþ, уменьшается, в результате чего уменьшается число последовательно соединенных сопротивлений, т. е. уменьшается паразитная индуктивность и тем самым увеличивается эффективность устройства зашиты.

Технико-экономическим преимуществом устройства является увеличение эффективности зашиты от перенат ряжений, т. е. уменьшение максимального HQпряжения, воздействующего на нагрузку, а также уменьшение общего количества сопротивлений в устройстве зашиты.

В результате использования изобретения напряжение, прикладываемое к сопротивлениям, уменьшилось в 2 раза, Поэтому общее количество сопротивлений тоже уменьшается в 2 раза,что ведет к их экономии, а следовательно, уменьшаетc5i стоимость устройства. За счет того, 5 7 3626 что число сопротивлений уменьшилось, снижается высота резистора в устройстве защиты, а это, как известно, приводит к снижению его индуктивности. Снижение паразитной индуктивности приводит к увеличению эффек-.ивности защиты от перенапряжений.

Ожидаемый экономический эффект заключается в,экономии сопротивлений в резисторе защиты, упроцении конструк- о ции. За счет уменьшения паразитной индуктивности уменьшается максимальное напряжение на нагрузке.

Формула изобретения

Устройство защиты от волновых перенапряжений генератора импульсных токов, состоящего из источника питания, конден- 20 сатора и управляемого разрядника, электрод поджига которого соединен с блоком поджига, а катод через кабель подключен к нагрузке, содержащее резистор и конденсатор, соединенные последовательно меж->>

6 ду "îáîé и предназначенные для подключения параллельно нагрузке„о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности, в него дополнительно введены управляемый разрядник, разделительный трансформатор, кабель задержки, делитель напряжения и переключатель, причем дополнительный управляемый разрядник включен между резистором и конденсатором, электрод поджига дополнительного управляемого разрядника через разделительный трансформатор подключен к линии задержки, вход которой предназначен для подключени к блоку поджига, а конденсатор через переключатель подключен к делителю напряжения, вход которого предназначен для подключения к источнику питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Высоковольтная импульсная техника. Сборник, вып. 2, Чебоксары; 1975, с. 88-96.

2. Дашук П. Н. и др. Техника больших импульсных токов и магнитных излей. М., Атомиздат, 1970, с. 23 (прототип).

Составитель К.,Хоециан

Редактор Т. Зубкова Техред Н. Ковалева Корректор М. Шароши

Заказ 2442/44 Тираж 783 Подписное

LIHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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