Вращающийся разрядник

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 4(5) Н 01 Т 7/00 ГОСУД АРСПО ДЕЛА ВЕККЫЙ КОМИТЕТ СССРИЭОБРЕТЕНИЙ И,ОТНРЬПЪЮ ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фЦ аСчр(71) Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 961017, кл . Н 01 Т 7/00, 1980.2. Авторское свидетельство СССРР 983853, кл. Н О 1 Т 7/00, 1980.(54)(57) 1. ВРА 1 ЦАКВ 5 ЙСЯ РАЗРЯДНИК,содержащий два неподвижных основныхэлектрода, соединенных с токоподводящими клеммами, и управляющий электрод, выполненньп в виде цилиндра,связанного с приводом вращения относительно своей геометрической оси,о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, сцелью увеличения крутизны фронта формируемого импульса, основные электроды выполнены в виде протяженных брусьев, а их подключение к токоподводящим клеммам выполнено через дополнительно введенные тоководы, выполненные в виде секторов полого цилиндра,расположенных. симметрично относительно его продольной плоскости симметрии, управляющий электрод расположенсоосно с указанными тоководами, выполненными каждьп с продольной отбортовкой для подключения к соответствуЯО 1144161 ющеи токоподводящеи клемме, основные электроды расположены вдоль образующих тоководов на их поверхностях, обращенных к управляющему электроду, на краях, противоположных указаиным отбортовкам, управляющий электрод выполнен с расположенными вдоль его образующих разрядообразующими выступами на боковой поверхности, обращенной к указанным тоководам, причем участки поверхности управляющего электрода между разрядообразующими выступами и поверхности тоководов, обращенные к управляющему электроду, покрыты дополнительно введенным диэлектриком.2. Разрядник по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения частоты коммутации, он снабжен,дугогасителем выполненным в виде ряда токопроводящих и диэлектрических пластин, расположенных пффф радиально по отношению к управляющему электроду в зазоре между основными , электродами так, что в направлении р, вращения управляющего электрода внаВвай чаде расположены токопроводящие, а затем диэлектрические пластины, а токопроводящие пластины подключены к промежуточным выводам дополнительно введенного делителя напряжения, подключенного между основными электро 11441Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к конструкциям вращающихся разрядников, и может быть использовано для коммутации предварительно заря женных конденсаторных батарей.Известен вращающийся разрядник, содержащий токопроводящий вращающийся электрододержатель в виде цилиндра с электродами на его наружной бо О ковой поверхности и неподвижный электрододержатель с электродами, расположенный параллельно образующей указанного электрододержателя Г 11.Недостатком этого разрядника является малая крутизна фронта формируемого импульса, обусловленная большой индуктивностью разрядника.Наиболее близким к изобретениютехническим решением является вращаюО щийся разрядник, содержащий два неподвижных основных электрода, соединенных,с токоподводящими клеммами, и управляющий электрод, выполненный в виде цилиндра, связанного с приво дом вращения относительно своей ;еометрической оси 23. Недостатками известного разрядника являются малая крутизна формируемого импульса из-за большой индуктивЗО ности разрядника и низкая стабильность высокочастотного срабатывания, обусловленная большим временем восстановления электрической прочности, что связано с большим временем горения электрической дуги.Цель изобретения - увеличение крутизны фронта формируемого импульса.Цель достигается тем, что во вращающемся разряднике, содержащем два неподвижных основных электрода, соединенных с токоподводящими клеммами, и управляющий электрод, выполненный в виде цилиндра, связанного с приводом вращения относительно своей геометрической оси, основные электроды выполнены в виде протяженных брусьев, а их подключение к токоподводящим клеммам выполнено через дополнительно введенные тоководы, выполненные в виде секторов полого цилиндра, расположенных симметрично относительно его продольной плоскости симметрии, управляющий электрод расположен соос. но с указанными тоководами, выполненными каждый с продольной отбортовкойдля подключения к соответствующей токоподводящей клемме, основные элек 161 2троды расположены вдоль образующих соответствующих тоководов на их поверхностях, обращенных к управляющему электроду, на краях, противоположных указанным отбортовкам, управляющий электрод выполнен с расположенными вдоль его образующих разрядообразующими выступами на боковой поверхности, обращенной к указанным тоководам, причем участки поверхности управляющего электрода между разрядообразующими выступами и поверхности тоководов, обращенные к управляющему электроду, покрыты дополнительно введенным диэлектриком.Кроме того, с целью повышения частоты коммутации предлагается разрядник снабдить дугогасителем, выполненным в виде ряда токопроводящих и диэлектрических пластин, расположенных радиально по отношению к управляющему электроду в зазоре между основными электродами, так, что в направлении вращения управляющего электрода вначале расположены токопроводящие, а затем диэлектрические пластины, а токопроводящие пластины подключены к промежуточным выводам дополнительно введенного делителя напряжения, подключенного между основными электродами.На чертеже изображен вращающийся разрядник с дугогасителем, поперечный разрез.Разрядник содержит два токовода 1 и 2, выполненных в вире секторов полого цилиндра, расположенных симметрично относительно его продольной плоскости симметрии. Вдоль образующих цилиндра на краях тоководов установлены основные электроды 3 и 4, выполненные в виде брусьев. С других краев тоководы.выполнены с продольными отбортовками 5 и 6. Внутри тоководов коаксиально с ними установлен управляющий электрод 7, выполненный в виде цилиндра с разрядообразующими выступами 8-13.Тоководы изолированы друг от друга диэлектриком 14, Между основными электродами установлен дугогаситель 15. Отбортовки подключены к токоиодводящим клеммам 16 и 17, имеющим нулевой и высокий потенциалы соответственно. Внутри управляющего электрода 7 неподвижно установлен скользящий контакт 18, подпружиненный к поверхности электрода 7 и соединенный с одним из выводов блока 19 поджига.1143Участки между выступами 8-13 на управляющем электроде 7 покрыты слоем диэлектрика 20. Основные электроды 3 и 4 выполнены сменными из тугоплавкого материала. Длины основных электро дов и выступов одинаковы и равны длине тоководов и управляющего электрода. Профиль поперечного сечения основных электродов может быть разным: полукруг, прямоугольник, квад рат и т.д. Поперечный размер электрода с низким (нулевым) потенциалом больше аналогичного размера электрода с большим потенциалом. Дугогаситель 15 состоит из ряда радиально расположенных металлических пластин 21 и такого же ряда диэлектрических пластин 22. Все металлические пластины подключены к промежуточным точкам делителя напряжения, состоящего из резисторов 23, и каждая пластина имеет свой определенный потенциал, причем самый большой потенциал имеет пластина, расположенная ближе к высоковольтному основному электроду, 25 потенциалы же остальных пластин убывают от пластины к пластине в направлении к диэлектрическим пластинам 22. Крайние выводы делителя соединены с тоководами 1 и 2. Резисторы 23 делителя образуют последовательную ,электрическую цепь. Цель выполнения дугогасителя 15 из металлических 2 1 и диэлектрических 22 пластин состоит в том, что металлические пластины способствуют быстрому дугогашению, а35 диэлектрические пластины препятствуют перекрытию промежутка между основными электродами через эти металлические пластины. Дугогаситель выполнен с40 возможностью подачи через щели между пластинами какого-либо газа или, что еще эффективнее с точки зрения уменьшения времени деионизации среды искрового промежутка, с возможностью45 отсоса ионизированной среды наружу.Расстояние между основными электродами может меняться в широких пределах. Чем ближе будут расположены эти электроды, тем больше частота50 коммутации. 4161 4между металлическими пластинами 21 дугогасителя 15. Управляющий электрод 7 с выступами 8-13 находится во вращающемся состоянии (от привода).Когда какие-либо два соседних выступа, например 11 и 12, оказываются напротив основных электродов, производится запуск разрядника путем подачи импульса напряжения от блока 19 поджига на контакт 7 и основной электрод 3. При этом в первоначальный момент разрядный ток проходит по пути: основной электрод 4 - выступ 12 - выступ 11 - основной электрод 3. В следующий момент времени по мере движения выступа 12 он оказывается под ближайшей (крайней) металлической пластиной и разрядный ток пойдет по пути: основной электрод 4 - ближайшая металлическая пластина 21 - выступ 11 - основной электрод 3,Промежуток между электродом 4 иближайшей.(крайней) металлической пластиной 2 1, будет закорочен плазмойдуги.По мере движения выступа 12 разряд будет происходить через все металлические пластины и разрядный путьтока будет следующим: электрод 4 крайняя к электроду 4 металлическаяпластина - следующие металлические пластины - последняя металлическая пластина - выступ 12, Таким образом,разрядный промежуток будет состоятьиз искровых промежутков и многозазорного промежутка между металлическими пластинами. Это позволяет, кромепринципа дугогашения, использоватьметаллические пластины как многозазорный разрядник, а именно его способность к более быстрому восстановлению электрической прочности промежутка, После пробоя промежутка по приведенному пути ток будет протекать по контуру, образованному"тоководамии 2 и управляющим электродом 7. (Путь протекания тока на чертеже показан стрелками). Некоторая часть тока пойдет по кратчайшему пути от выступа 12 к выступу 11. Это на характеристики и работу разрядника4окажет только положительное воздей Разрядник работает следующим образом.К клеммам 16 и 17 приложено рабочее напряжение, которое приложено 55 через тоководы 1 и 2 к электродам 3 и 4 и распределено с помощью делителя напряжения из резисторов 23 ствие, так,как в этом случае ток будет проходить по двум параллельным путям, что еще больше уменьшает индуктивность разрядника, кроме того, способствует дугогашению.При большой ширине разрядника ималом расстоянии между токопроводя1144161 щими слоями индуктивность разрядникаможет быть сделана достаточно малой,П ир этом, кроме увеличения крутизныфронта формируемого импульса, уменьшаются также потери электромагнитнойэне гиир и в разряднике и электродинамиитнои 5ческие усилия, действующие на тоководы и управляющий электрод1П ри работе разрядника через щелимежду металлическими пластинами дуго- Огасителя подается охлажденный воздухили какой-либо газ,Разрядный ток через основные электроды и выступы будет проходить повсей их длине, что позволяет значительно увеличить пропускную способность разрядника по т Эоку, то уменьшает эрозию электродов и выступов.Таким об ар зом, выполнение тоководов и уи авлр вляющего электрода с бифилярным расположением позволяет з тельноет значиую индуктивуменьшить суммарную ин ность разрядника, что увеличивает крутизну фронта формируемого импого импульсна жение же разрядникаа дугогасителем предлагаемой конструкции позвопяет увеличить частоту коммутации и уменьшить эрозию электродов; выполнение электродов на всю длину тоководов позволяет увеличить пропускную способность разрядника по току е