Устройство для запуска разрядников

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик7486 О 8(22) Заявлено 07,03.78 (21) 2587382/24-07 с присоединением заявки-Гесударстваинмй кемитет СССР до делам нзобретений к дткрмтнй(53) УДК 621.316. .933 (088,8) Дата опубликования описания 25.07.80(72) Автор изобретения Э. А, Шелехов Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. Б. И. Ленина(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПУСКА РАЗРЯДНИКОВ Изобретение относится к устройствам для одновременного запуска разрядников, которые используются в высоковольтной импульсной технике для формирования мощ. ных импульсов тока,Известно устройство одновременного запуска многих разрядников, в котором запуск осуществляется за счет одновременной подачи индивидуальных запускающих импульсов на запускающие разрядные промежутки каждого из разрядников 1).Основным недостатком этого устройства является невозможность обеспечения своевременного гарантированного запуска всех беэ исключения разрядников, большая длительность процесса запуска разрядников и большой статистический разброс длительности этого процесса. Отклонение индивидуальных характеристик отдельных разрядников от их номинальных величин, отклонение отдельных запускающих импульсов от нормы по амплитуде и форме, а также запаздывание некоторых запускающих импульсов (например, в силу разной длины коаксиальных кабелей, по которым эти импульсыпоступают к разрядникам) - все эти обычные при массовом применении разрядников явления могут привести при запуске при помощи известных устройств к несвоевременному зайуску некоторых разрядников и, как.следствие, к срыву длительных и дорогих экспериментов, к простою весьма дорогостоящих установок и в отдельных случаях к разрушению разрядника.Наиболее близким иэ известных устройств к данному является устройство для запуска разрядников, содержащее замкнутые разрядные контуры, образованные кажтв дый накопительным конденсатором и запускаемым разрядником, каналы запуска и вспомогательные, конденсаторы по числу разрядных контуров так, что каждым вспомогательным конденсатором и запускаемым разрядником образовано последовательное звено, причем звенья соединены последователыа, вспомогательные конденсаторы предварительно заряжены до напряжения накопительных конденсаторов. Запуск схемы начинается одним из известных способов 2 в (например, при помощи обычного тригатронного поджига), а затем, после срабатывания первого из разрядников, запуск облегчается за счет дополнительного напряжения, поставляемого вспомогательными45 50 55 конденсаторами, Отрицательное шуцтирующее влияние основных цепей разрялников умецыиается посредством включения в яти цепи обмоток специального воздушного импульсного трансформатора 2.Иелостатком является наличие специального импульсного трансформатора, который увеличивает индуктивность основных разрялных цепей установки и тем снижает ее КПД и олновремеццо понижает надежность. Кроме того, в связи с тем, что вспомогательные конденсаторы заряжаются тем же напряжением, что и накопительные конденсаторы, диапазон рабочих напряжений описанной системы поджига является суженным, так как при ухудцеции условий поджига разрядника за счет снижения напряжения на их электродах одновременно снижается и напряжение, дополнительно поступающее от вспомогательных конденсаторов,Цель изобретения - обеспечение гарантированного запуска всех без исключения разрядников в задацном диапазоне времени при одновременном повышении КПД и расширение диапазона рабочих напряжений устройства,Поставленная цель достигается тем, что известное устройство снабжено дополнительными разрядниками и дополнительными конденсаторами ио числу разрядных контуров, причем дополнительные разрядники включены в каждое звено между указанными вспомогательными конденсаторами и запускаемыми разрядниками, а дополнительные конденсаторы подсоединены одними обкладками к выводам указанных звеньев, другие обкладки дополнительных конденсаторов электрически соединены между собой, а каналы запуска подключены к вспомогательным конденсаторам, Зарядку вспомогательных конденсаторов осуществляют преимущественно импульсно, Указанную последовательцук цель из звеньев предпочтительно замкнуть в кольцо, Некоторые нз дополнительных разрядников делают пробивающимися ранее остальных,1 а чертеже приведен один из возможных вариантов схемы замещения предЛоженного устройства,. Схема предназначена для разрядников, запускаемых методом прямого перенапряжения, и прелставляет собой генератор импульсов тока, состоящий из запускаемых разрядников 1, включающих накопительные коцленсаторы 2 накопителя энергии через катушку 3 инлуктивностя и резистор 4 иа нагрузку (на схеме не показана). Катушка 3 и резистор 4 имитируют в схеме размещения индуктивности и активные сопротивления токопроводов и конденсатора 2.Илуктивцость катушки 3 соответствует суммарной ицдуктивности конденсатора 2 и главным образом токопроводов, а активное сопротивление резистора 4 соответственно -510 15 20 25 30 35 40 активному сопротивлению конденсатора, токопроводов и главным образом, волновому сопротивлению токоироводов (например, коаксиальных кабелей), Поджигающее напряжение от генератора 5 (показан условно) через развязывающие резисторы б (или коаксиальные кабели) подключено параллельно ко всем вспомогательным конденсаторам 7, служащим накопителями энергии в процессе поджига запускаемых разрядников 1 (в качестве конденсаторов 7 желательно использовать собственные емкости коаксиальных кабелей, заменяющие резисторы 6).Каждый вспомогательный конденсатор 7 соединен послеловательно с дополнительным разрядником 8 и запускаемым разрядником 1, образуя послеловательцое звено. Звенья, в свою очередь, соединены последовательно в цепь, которая в дальнейшем будет называться суммирующей цепочкой. К выводам звеньев подключены дополнительные конденсаторы 9, другие обкладки которых электрически соединены между собой. Дополнительные конденсаторы 9 служат для обеспечения работы суммирующей цепочки (их роль могут выполнять также емкости ялемецтов суммирующей цепочки на корпус или на землю). Суммирующую цепочку желательно выполнять замкнутой в кольцо, как ято показано на чертеже.Взаимодействие элементов предлагаемого устройства в процессе запуска разрядников происходит в следующем порядке. В момент, предшествующий поджигу, вспомогательные конденсаторы 7 заряжаются все одновременно до пробоя дополнительных разрядников 8 и затем запускаемых разрядников 1, причем первыми пробиваются те или тот из разрядников 8, которые в силу технологических и других отклонений или конструктивных особенностей имеют более низкое пробивное напряжение. На этом заканчивается первый этап запуска, на котором работа схемы не отличается от работы известных схем,После пробоя первого из дополнительных разрядников 8, обостренный запускающий импульс напряжения со вспомогательного конденсатора 7 перераспрелеляется по ближайшим дополнительным конденсаторам 9 и запускаемому разряднику 1. Поскольку величины емкостей соответствуют цеРавенствУ СуС 5 С,ЪС 0 (Ст, Ся, С, С 0 - соответственно емкости вспомогательного конденсатора, дополнительного конденсатора и паразитные емкости запускаемого и дополнительного разрядников), основная часть напряжения конденсатора 7 оказывается приложенной к запускаемому разряднику 1. Этот разрядник пробивается, после чего от конденсатора 7 происходит зарядка ближайших конденсаторов 9. Напряжение этих конденсаторов складываетсяснапряжением вспомогательного коцдец. сатора 7 следующего звена и увеличенно напряжение прикладывается к обостряющему дополнительному разряднику 8 этого звена, Он пробивается и далее схема работает аналогично описанному выше. Срабатывание следующих разрядников происходит, как и в известных генераторах Аркадьева-Маркса, одно за другим до пробоя всех без исключения разрядников, индуктивности катушек 3 и сопротивления резисторов 4 препятствуют шунтированию нагрузкой и, следовательно, снижению напряжения на разрядниках 1 до их пробоя. В случае, если суммируюшая цепочка замкнута в кольцо а параметры всех разрядников близки дру . к другу, суммированное напряжение и поочередное срабатывание запускаемых разрядников распространяется в обе стороны от разрядника, сработавшего первым. В случае, когда суммирующая цепочка не замкнута, а первый сработавший разрядник расположен.на краю этой цепочки, срабатывания разрядников, естественно, распространяются в одну сторону.Суммарная длительность пробоя всех разрядников не велика, аналогично тому, как это происходит в генераторах Аркадьева- Маркса, что объясняется большими перенапряжениями второго, третьего и всех последующих разрядников. Соответственно, и статистический разброс полного времени срабатывания всех разрядников также невелик. Важно отметить, что величина полного времени пробоя определяется главнь 1 м образом длительностью пробоя самого быстродействующего из всех разрядников. Суммарная длительность пробоя всех разрядников может быть сокращена, за счет применения первоочередного запуска любым известным способом некоторых разрядников, расположенных на равных расстояниях друг от друга в суммирующей цепочке. В этом случае процесс первоочередного срабатывания разрядников будет распространяться одновременно по нескольким участкам суммирующей цепочки, и охватит все разрядники за более короткое время. Запуск в первую очередь. некоторых разрядников может осуществляться, например, за счет выполнения их с несколько меньшими пробивными напряжениями, за счет подачи на них несколько большего по амплитуде запускающего импульса и т. д.Благодаря наличию дополнительных искровых разрядников запускающий импульс обостряется, и наличие собственных сопротивлений силовой части схемы ок .эывается достаточным, чтобы предотвратить шунти.рование запускакгщего импульса, прикладываемого к запускаемому разряднику, Применение импульсного трансформатора ока.зывается ненужным.Диапазон рабочих напряжений разрядников ничем не ограничивается, и может охватить интервал от номинального напря 1 о жения до нуля, так как напряжение на вспомогательных конденсаторах не зависит от главного напряжения на накопительныхконденсаторах,Формула изобретения1, Устройство для запуска разрядников,содержащее замкнутый разрядные контуры, образованные, каждый, накопительным кони денсатором и запускаемым разрядником,каналы запуска и вспомогательные конденсаторы по числу разрядных контуров, образующие, каждый,с соответствующим запускаемым разрядником последовательное звено, причем звенья соединены последовательно, отличающееся тем, что, с целью обеспечения гарантированного запуска всех без исключения разрядников в заданном диапазоне времени при одновременном повышении КПДи расширении диапазона рабочих напряжений устройства, оно снабжено дополнительными разрядниками и дополнительными конденсаторами по числу разрядных контуров, причем дополнительные разрядники включены в каждое звено между указанными вспомогательными конденсато- Б рами и запускаемыми разрядниками, дополнительные конденсаторы одними обкладками подключены к выводам укаэанных звеньев, другими обкладками электрически соединены между собой, а каналы запуска подключены к вспомогательным конденсаторам,2. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что указанная последовательная цепь звеньев замкнута в кольцо.Источники информации,4 з принятые во внимание при экспертизе1. Павловский А. П. и др. Многоканальный разрядник на 50 кВ с паносекунднойточностью включения. ПТЭ, 19 О,2, с. 122,2. Авторское свидетельство СССР5055143, кл. Н 01 Т 15/00, 1975.11303нлиал Составит кона Текред К. Ш Тираж 844 ИПИ Государственного к по делам изобретений н Москва, Ж - 35. Рауш ППП Патент, г. УжгороКорректор МКост ПодписноеССР омитета Соткрытисная наб.,д, ул. Проек