826557

Союз СоветскнкСоцналнстнческнкРеспублик Оп ИСАНИЕизоы атаниоК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл.з Н 03 КЗ/53 Гееударстееииый кемитет ло делам изобретений и открытий. Д тР"Институт высоких температур АН СССР и И электроники им. У. А. Арифова АН Узбекскщ ФФЪ 1. у(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯИзобретение относится к технике генери рования мощных импульсов напряжения, в частности, к генераторам импульсов высокого напряжения (ГИН), и может быть использовано при разработке источников питания импульсных ускорителей заряженных частиц прямого действия, при разработке высоковольтной испытательной аппаратуры и т.д.Известен генератор импульсов высокого напряжения, содержащий конденсаторы, разрядники и зарядные резисторы, соеди О ненные по схеме Аркадьева-Маркса, который построен на принципе параллельного заряда многих конденсаторов с последуюшим переключением их для разряда с помошью искровых разрядников последовательно 11.Недостатком этого генератора являются большие габариты и малый коэффициент использования строительного объема помещения (0,08 кДж/м - 3,5 кДж/м), вследствие расположения накопительных конденсаторов в помещении, на воздухе, либо в изо- щ ляционных корпусах, заполненных маслом с выводом напряжения на воздух. Кроме того, такая конструкция обладает большой индуктивностью вследствие значительных габаритов и большои протяженности линии генератор-нагрузка.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является генератор импульсов высокого напряжения, содержа. ший высоковольтный вывод, секционированные накопительные и пусковые конденсаторы, зарядные резисторы и разрядники, размешенные на изоляционных опорах в цилиндрическом металлическом корпусе, заполненном трансформаторным маслом 2. Недостатками известного устройства являются значительные габариты и сравнительно высокая индуктивность линии генератор-нагрузка. Эти недостатки вызваны несовершенством конструкции секций накопительных конденсаторов, узлов крепления секций на изоляционных опорах, выполненных в виде подвесок. Использование в качестве электроизоляционной среды трансформаторного масла, в свою очередь, дополнительно увеличивает зазоры между разнопотенциальными элементами конструкции устройства и его корпусом. Это, кроме того, снижает коэффициент использования объема помещения.Цель изобретения - уменьшение габаритов д индуктивности линии генератор-нагрузка,Указанная цель достигается тем, что в генераторе импульсов высокого напряжения, содержащем высоковольтный вывод, секционированные накопительные и пусковые конденсаторы, зарядные резисторы и разрядники, размещенные на изоляционных опорах в цилиндрическом корпусе, заполненном электроизоляционной средой, секции накопительных конденсаторов выполнены в виде дисков, коаксиальных корпусу и охваченных по периферии потенциальными кольцами, имеющими разрыв и переменную кривизну в области крепления секций к изоляционным опорам, причем потенциальные кольца размещены вдоль секций с переменным шагом, уменьшающимся к высоковольтному выводу, а пусковые конденсаторы выполнень 1 в виде взаимоизолированных металлических дисков, закрепленных друг напротив друга на секциях параллельно их торцам.На фиг. 1 представлен генератор импульсов высокого напряжения (ГИН), конструктивная схема; на фиг. 2 - генератор, поперечный разрез. 5 1 ц 15 2 О Генератор импульсов высокого напряжения содержит накопительные конденсаторы 1,разбитые на секции 2 и соединенные внутри секций параллельно. Секции 2 выполнены в форме дисков, которые охвачены токо- проводящими потенциальными кольцами 3, за Каркас секций, несущий механическую нагрузку, выполнен металлическим и облицован изоляционными опорами 4, исключаю- шими пробой между каркасом секций и выводами накопительных конденсаторов 1. Такая конструкция каркаса обеспечивает жесткость секций 2,и постоянство главного электроизолирующего зазора. Кольца 3 экранируют элементы конструкции секций генератора от цилиндрического корпуса 5, в котором они располагаются. Кольца 3 имеют 4 О форму окружностей, аксиально расположенных по отношению к корпусу 5. В месте крепления секций 2 к изоляционным опорам, выполненным в виде подвесок 6, потенциальные кольца 3 имеют разрыв и переменную кривизну для уменьшения напряженности 45 электрического поля в зоне крепления секции 2 к изоляционным подвескам 6. Вдоль секций кольца 3 расположены с переменным шагом, уменьшающимся в направлении к высоковольтному выводу 7. Так как на 50 пряжение в генераторе возрастает в направлении высоковольтного вывода, то в этом же направлении возрастает и напряженность электрического поля в промежутке между кольцами 3 и корпусом 5, поэтому по мере возрастания потенциала вдоль генератора 55 требуется более тщательная экранировка элементов конструкции генераторакоторую выполняют токоведушие кольца 3. Между 4секциями 2 расположены пусковые конденсаторы 8, выполненные с целью сокрашения габаритов в виде дисков с изоляционными прокладками между ними, причем для увеличения электрической прочности диаметр изоляционных прокладок на 20 - 30% больше диаметра металлических дисков. Плоскости дисков расположены параллельно торцам накопительных секций и укреплены встречно на этих секциях.Пусковые конденсаторы 8 подключены к пусковому устройству 9 и через систему резисторов О к управляемым разрядникам 11. На копительные конденсаторы 1 подключены к источнику 12 постоянного напряжения через зарядные резисторы 13, выполненные в виде трубок с изоляционными стенками и введенными внутрь электродами 14. Пространство корпуса, в котором расположен генератор импульсов высокого напряжения, должно быть заполнено элегазом 8 Р либо смесью газов М, 5 Ее под давлением от 5 до 15 атм. Это позволяет существенно сократить зазоры между элементами конструкции генератора и корпусом, в котором он располагается, что значительно уменьшает магнитный объем системы генератор-нагрузка и, кроме того, уменьшает габариты самого генератора.Генератор импульсов высокого напряжения работает следуюцим образом.Накопительные конденсаторы 1 от источника 12 постоянного напряжения через зарядные резисторы 13 заряжаются при параллельном соединении их до номинального напряжения. Затем конденсаторы 1 с помощью пусковых конденсаторов 8, подключенных к пусковому устройству 9, разряжаются при последовательном соединении через разрядники 11 за весьма короткий промежуток времени (1 О- 10с). При этом на выходе генератора напряжение повышается пропорционально количеству последовательно соединенных секций. Это напряжение подается, например, высоковольтным выводом 7 на нагрузку. В качестве нагрузки может быть использован ускоритель электронов прямого действия.Выполнение устройства соглас о данному изобретению позволяет уменьшить габариты генератора импульсов высокого напряжения более, чем в 10 раз при у.еличении коэффициента строительного объема помещения с 3,5 кДж/м, характерных для лучших известных ГИН до 25 - 30 кДж/м. Это обстоятельство существенно сокращает строительные объемы помещения. Для размещения генератора на параметрыМВ и запасенную энергию -500 кДж/в существующих конструкциях потребуется помещение объемом примерно 10 тыс.мз, в то время, как предлагаемый ГИН можно разместить в помещении объемом 100 в 1 м.Составитель В. Казао Техред А. БойкасТираж 988Государственного комитета Слам изобретений и открытийква, Ж - 35, Раушская наб., д,Патент, г. Ужгород, ул. Проект ковКорректор НПодписноеССР актор А. Власенказ 2534/78ВНИИПИпо д1 3035, МоФилиал ППП ец Генератор импульсов высокого напряжения, содержащий высоковольтнь 1 й вывод, секционированные накопительные н пусковые конденсаторы, зарядные резисторы и разрядники, размещенные на изоляционных опорах в цилиндрическом корпусе, заполненном электроизоляционной средой, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и индуктивности линии генератор-нагрузка, секции накопительных конденсаторов выпол нен в виде дисков, коаксиальных корпусу и охваченных по периферии потенциальными кольцами, имеюшими разрыв и переменную кривизну в области крепления секций к изоляционным опорам, причем потенциальные кольца размешены вдоль секций с переменным шагом, уменьшающимся к высоковольтному выводу, а пусковые конденсаторы выполнены в виде взаимноизолированных металлических дисков, закрепленных друг напротив друга на секциях параллельно их торцам,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Смирнов С. М., Терентьев П. В. Генераторы импульсов высокого напряжения. М.-Л., Энергия, 1964, с. 20.2. Маг 11 п Т. Н. 1 ЕЕЕ, Тгапз оп Мцс, Яс 1,5-20,3 .1 цпе 1973, р. 289 (прототип).