320217

110 320217 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик32) Приоритет Государстеенно 1 й комитеСовета Министров СССРоо делам изооретеиийи откро 1 тий убликовано 15.04.74. Бюллетень14та опубликования описания 16,09.74(72) Авторыизобретен А, И, Настюха, О, Г. Беспалов, А. С, Князятов . А, Смирнов и А. Н. Удовенко И. К. Кико 71 Заявитель БАТЬ 54) ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ КОММ Изобретение относится к сильноточным газоразрядць 1 м коммутаторам, в частности к высоковольтным сильцоточным коммутирующим устройствам.Известны сил ьноточцые газоразрядные коммутаторы, содержащие аксиально симметричные электроды, разделенные газоразрядным промежутком. Применяют, например, коммутаторы, катод которых представляет собой чашеобразную металлическую камеру, а анод выполнен в виде диска, изолированцого от катода и помещенного внутрь камеры, Такие устройства позволяют надежно коммутировать токи с амплитудой в сотни кило- ампер при напряжении около 20 000 в, Они характеризуются высокой надежностью и длительным сроком службы. Однако подобная конфигурация электродов, особенно при оптимальных условиях по давлению, приводит к реализации в этих устройствах такой формы пинч-эффекта, при которой сжимающийся проводящий плазменный шнур цо своей форме приближается к конусу. При увеличении коммутируемых токов происходит схлопывание токовоц оболочки конуса, возникает плазменный фокус, цз которого выбрасываются кумулятивные струи плазмы, разрушающие электроды и вызывающие повьцце шос газовыделенис. Для предотвращения образования плазменного фо.(уса, а соответственно, и кумулятивных струй плазмы в осевоц области газоразрядного промежутка необходимо во время5 нарастания тока через ко.ямутирующее устройство создать продольное магнитное поле,пе меньшее по вслц 1 ине, чем внешнее магнитное поле тока в газоразрядном промен(у оке.10 Цель изобретения - повысить предельныезначения коммутируемых электрических токов простой и э(рфектпвцой реализацией условий, приводящих к разрушенц;о плазменногофокуса,15 Достигается это поме;цением В газоразрядцьш промежуток коммутатора незамкнутогоэлектроцроводцОГО Витка, аксиальцого с элсктродамц ц соединенного одним концом содним из электродов.20 Виток может быть выполнен в виде рядараздельных отрезков, каждый из которыходни.,: концом сосд 1 гнен с электродом коммутатора. При с.(лоцывациц токовьш слоц пои.1 дас г на Виток (или Витки) ц. протекая ИО25 нему, создает магнитное иоле в центральнойчасти газоразрядного промежутка.Виг 1(н целесообразно располагать па такомрасстоянии От элекгрсдОВ, 1 тооы цх индуктивность увеличивалась не более, чем на 20%.30 Так как проводимость металла витка, например меди, на трн порядка выше проводимостиплазмы, то каскадного горения дуги плазма - виток - электрод пе возникает.Величина тока, протекающего через виток,меняется по линейному закону, достигая максимального значения у конца, присоединенного к электродам.Средняя величина тока в витке может достигать десятков и сотен килоампер и, следовательно, величина магнитного поля внутри 10витка радиуса 1 - 2 см будет составлять несколько десятков и сотен килоэрстед. Величина магнитного поля витка распределяетсянеравномерно по окружности, Кроме того,взаимодействие токов, проходящих по анодному и катодному кольцам, приводит к ихдеформациям. Для уменьшения индуктивности витков (антипинчевых) их целесообразно выполнять в виде отдельных кусочковкругового витка, каждый из которых соединен 20с электродами, отстоящих один от другого на8 - 10 мм. Такое расположение их эквивалентно незамкнутому витку, но создает болееинтенсивное магнитное поле. Кольцеобразныевитки значительно расширяют диапазон коммутируемых токов вплоть до мегаампер.В значительно большем объеме между витками можно получать большие импульсныемагнитные поля, устраняя многие трудности,возникающие при получении больших им- ЗОпульсных магнитных полей с помощью одноили многовитковых соленоидов.На фиг. 1 изображен предлагаемый коммутатор с полым холодным катодом и антипинчевыми витками на аноде и катоде; на 35фиг. 2 антипинчевый виток для созданияимпульсного магнитного продольного поля вразрезе; на фиг. 3 - одна из возможных конфигураций больших импульсных полей, которые можно получить внутри газоразрядного 40промежутка прибора,Цилиндрическая металлическая замкнутаякамера 1 является полым катодом. В верхнейчасти камеры расположен анод 2. Междуанодом и верхним сводом катода может быть 45установлен экран 3. Анодный ввод и вводэкрана изолированы изоляторами 4 и 5. Расстояния анод - катод и анод - экран в данной конструкции коммутатора выбираютсятакими, что электрическая прочность зазоров 50исключает возникновение в них разрядов. Катодный и анодный узлы могут охлаждаться водой.К аноду и катоду присоединены одним концом медные кольцевые витки б и 7, отстоя. щие от поверхности электродов на 4 - 10 мм, Для удаления витков на это расстояние к одному из их .концов приварена металлическая прокладка 8.Для запуска коммутатора под его основанием расположен соленоид 9, на который подается импульс тока, длительностью несколько сотен миллисекунд. Конфигурация магнитного поля запускающего соленоида выбирается такой, чтобы часть силовых линий дважды пересекала катод, не проходя через анод.Коммутатор может быть выполнен в виде разборной конструкции. Необходимое давление 10 -- 10 - - мм рт. ст. создают форвакуумным насосом.Для создания большего и однородного магнитного поля виток заменяют набором из четырех-шести металлических отрезков, от стоящих один от другого на 8 - 10 мм (см, фиг, 2).По-разному присоединяя витки к электродам, можно получить как удвоенное продольное магнитное поле, так и поле с остроконечной конфигурацией внутри прибора, изображенное пунктирными линиями на фиг. 3.Предмет изобретения1. Газоразрядный коммутатор, содержащий, по меньшеп мере, два аксиально симметричных электрода, разделенных газоразрядным промежутком, например, в виде чашеобразного металлического катода и дискообразного металлического анода, расположенного вблизи верхнего свода катода, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения предельных электрических коммутируемых токов, коммутатор содержит, по меньшей мере, один незамкнутый электропроводный виток, расположенный в газоразрядном промежутке аксиальпо с электродами, один конец которого электрически соединен с одним из электродов,2. Коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что виток выполнен в виде ряда раздельных отрезков, каждый из которых одним концом соединен с электродом коммутатора.32021 фиг г Составитель Е. Алешин Техред Т. Курилко Корректор Н. Стельмах Редактор В. Дибобес Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2395,3 Изд.1467 Тираж 760 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5