Устройство для запуска параллельно включенных искровых разрядников

Союз Советских Социалистических Республик%-.ь1 Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 20,17.1971 ( 1648241/24-7)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 28 Х 11.1973. Бюллетень35Дата опубликования описания 7,1.1974 М. Кл. Н 011 15/00 Государственный комитет Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий(088.8) Авторы изобретения Заявитель Ю. П. Усов и А. Г, Стерлигов Научно-исследовательский институт ядерной физики,электроники и автоматики при Томском политехническом институтеУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПУСКА ПАРАЛЛЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫХ ИСКРОВЫХ РАЗРЯДНИКОВ Изобретение относится к технике оольших импульсных токов, являющейся частью высоковольтной импульсной техники, а именно к устройствам для запуска включенных параллельно искровых разрядников, и может быть использовано в различных схемах генераторов больших импульсных токов.Известны различные схемы генераторов импульсных токов, представляющие собой накопительный элемент - конденсатор или формирующую линию, - энергия в котором запасается в относительно продолжительный интервал времени и выделяется в нагрузке в короткий промежуток времени. Коммутирующее устройство - управляемый разрядник обеспечивает заряд накопительного элемента, а в нужный момент времени - формированне импульса в нагрузке.Ограниченная пропускная способность одиночных коммутирующих разрядников и очень часто сложность технического выполнения малоиндуктивных соединительных шип приводят к необходимости создавать такие схемы генераторов тока, в которых коммутация осуществляется несколькими параллельно включенными и синхронно работающими управляемыми разрядниками, Однако одновременное параллельное включение нескольких коммутирующих разрядников представляет определенные трудности вследствие статистического характера процесса пробоя коммутирующих разрядников. Для того чтобы в генераторе с большим числом параллельно включенных разрядников последние могли успешно работать, не 5 обходимо принять специальные меры, в результате которых в течение некоторого времени после пробоя отдельных разрядников поддерживалась бы необходимая величина напряжения на электродах всех остальных не сработавших разрядников. Если разброс времени запаздывания пробоя разрядников при данном напряжении равен Лт, то время, в течение которого необходимо поддерживать напряжение на разряднпке, должно быть не15 меньше, чем Лт.Известны устройства, обеспечивающие синхронную работу параллельно включенных разрядников в генераторах импульсных токов.Задержку напряжения на разрядниках осуще ствляют с помощью специальных малоиндуктивных каоелей задержки, включенных между нагрузкой и отдельными секциямп накопительных конденсаторов с разрядником на каждую секцию. Прп пробое одного из раз рядников напряжение на других разрядникахможет заметно измениться только после распространения электромагнитной волны от сработавшего разрядника по кабелю до нагрузки и от последней по кабелям до остальных раз рядников.Однако в известном устройстве необходимоприменять специальные малопцдуктпвцые кабели и, кроме того, увеличение числа параллельно включенных кабелей це приводит к неограниченному уменьшению эквивалентной индуктивности разрядного контура и к увеличению пропускной способности устройства, так как с увеличением числа кабелей н, сле.довательно, числа их разделок увеличивается индуктивность разделок кабелей.Целью изобретения является предотвращение взаимного шунтирования разрядников при их срабатывании, Эта цель достигается тем, что при пробое отдельных разрядников напряжение на электродах несработавших разрядников поддерживается за счет падения напряжения на индуктивных сопротивлениях шин соединяющих одноименные электроды разрядников. Величины этих сопротивлений увеличены без изменения конструкции шин за счет ферромагнитных сердечников, охватывающих шины в промежутках между разрядниками.Изобретение поясняется описанием примера выполнения устройства для запуска включенных параллельно управляемых искровых разрядников, например трех разрядников тригатронного типа, в простейшей схеме генератора импульсных токов.На фиг. 1 изображена схема генератора; на фиг. 2 - схема замещения разрядного контура генератора.В схеме генератора накопительные элементы - конденсаторы С - заряжаются через ограничивающее сопротивление Я от источника постоянного напряжения К В точках 1, 2 и 3 шин генератора подсоединены тригатроны, соответственно Ть Т, и Т Участки анодной Л и катодной К шин в промежутках между тригатронами Т - Т, и Т - Т охвачены сердечниками Ф из ферромагнитного материала, 2 - сопротивление нагрузки, Пусковые импульсы подаются на поджигающие электроды П тригатронов. В схеме замещения участки шин с сердечниками ф заменены индуктцвностями 1 а тригатроны Ть Ть и Тз - ключами Кь К. .и Кз Кроме того, в схеме замещения указаны индуктивности 1, - паразитные индуктивцости каждого разрядного контура, образованного нагрузкой Л, накопительной емкостью С и каждым из коммутирующих элементов Кь К 2 и Кз.Устройство функционирует следующим образом. Г 1 ри синхронной подаче пусковых импульсов на,поджигающие электроды П в силу разброса в величине времени запаздывания пробоя разрядников пробой одного из них, например тригатрона Т 2, произойдет раньше других.Не производя расчета переходного процесса разряда накопительных конденсаторов С, заряженных до напряжения У, в схеме, изооРаженной на фиг. 2, в момент замыкания ключа К 2, отметим, что величина индуктивностц Ь, необходимая для поддержания в точках 160 Устройство для запуска параллельно вклю ченных искровых разрядников, содержащее анодную и катодную шины, к которым подсоединены электроды разрядников и накопитель 65 5 10 15 20 25 зо 35 40 45 5 О 55 и 3 схемы в течение времени Лт напряжения, достаточного для срабатывания разрядников Т и Т (см, фиг, 1) или соответственно замыкания ключей К, и Кз (см. фцг, 2), тем меньше, чем меньше величины Лт, У, 1.и Е где 1 - время коммутации разряднпков.В наиболее часто используемых в генераторах импульсных токов управляемых разрядниках - тригатронах, искровых реле, а так;ке трехэлектродцых и многоэлектродных искровых коммутаторах - значения гн и Лт составляют 1 О -- 10 -сек, При таких значениях 1 и Лт, а также при минимальных значениях Ь, к которым обычно стремятся в конструкциях генераторов импульсных токов, и Я 1 ол и менее достаточно незначительного увеличения У. по сравненшо с собственной цпдуктивностью шцн, соединяющих одноименные электроды разрядников, чтобы на время Лт поддерживать напряжение на электродах непробившихся разрядников на уровне, необходимом для их пробоя. Такое увеличение цндуктивности 1, достигается охватыванием шин сердечниками из ферромагнитного материала без изменения конструкции шин. Величину индуктивности очень просто выбирают экспериментально (хотя возможен и аналитический расчет), сечение ферромагнитных сердечников Ф увелпчивают до тех пор, пока не достигнут устойчивой работы всех разрядников коммутирующей системы при синхронной подаче поджига ощпх импульсов,Отметим, что сердечники Ф практически не оказывают влияния на процесс относительно медленного заряда накопительных элементов и что наряду со схемой, приведенной на фиг, 1, в которой полярность формируемых на нагрузке импульсов противоположна полярности зарядного напряжения К все сказанное о запуске включенных параллельно искровых разрядников справедливо и для схемы с одинаковой полярностью зарядного напряжения и формируемых импульсов, В этом случае в схеме, изображенной на фиг. 1, конденсаторы С и управляемые разрядники (тригатроны Ть Т, и Т) меняют местами. Возможны и другие ,варианты выполнения схем генератора.Следовательно, в предлагаемом устройстве простыми техническими средствами обеспечивается запуск включенных параллельно искровых разрядников. Устройство, обладая большой пропускной способностью, имеет автоматическую защиту: при аварийном пробое одного из накопительных конденсаторов С ток через него от остальных конденсаторов ограничен индуктивностями Ь. Предмет изобретения395939 г 2 Составитель С. Шутовакред А. Камышникова Корректор М. Лейзерман едактор О. Кузнецова Заказ 360117ЦНИИПИ Подписное ипография, пр. Сапунова,ные алименты, отличающееся тем, что, с целью предотврашення взаимного шунтирования разрядников при нх срабатывании, шины Изд. М 928арственного комо делам изобретесква, Ж, Рауш в промежутками между разрядниками оквачепы сердениками из ферромагнитного матер пала. Тираж 780ета Совета Министров СССий и открытийскан наб., д. 4/5