Генератор импульсных напряжений

Ъ. . тй,БАТЮ,.:4%сио 1 енэ, .Чф Союз Советских Социалистических РЕСПУблИК(22) Заявлено 25. 04. 78 (21) 2 б 09322/18-21с присоединением заявки Ио(51)М Кл з Н 03 К 3/531/ Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретению В.А. Беседин, В.А, Бочаров, И.Р. Пекарь и П. И. Штагер Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а имен-, но к контактной системе заряда конденсаторон генераторов импульсных напряжений и может быть использова но для получения различных длин волн и для формирования волн внутренних перенапряжений.Известен генератор импульсных напряжений, у которого контактная сис тема выполнена в виде поворотной штанги с пневмопринодом. Зарядные контакты смонтированы на четырех вертикальных осях внутри генератора. Во время заряда они удерживаются 15 пружиной, а при разряде поворачиваются посредством сжатого воздуха. В режиме заряда контакты подключают все конденсаторы к зарядному устройстну 11 . 2 ОНедостатком такого устройства является сложность контактной системы, большие габариты из-за необходимости поворота штанги с контактами, отсутствие полного обеспечения тре бований техники безопасности.Наи олее близким техническим решением к предлагаемому является генератор импульсных напряжений, выполненный по схеме Аркадьева-Маркса, 39 содержащий конденсаторы, разрядники,зарядные и разрядные резисторы, успокоительные резисторы, зарядно-разрядную контактную систему с пненмоприводом и соединительным воздухонодом 12.Недостатками этого генератора является невысокая надежность и повышенная опасность эксплуатации. Невысокая надежность обуславливаетсяналичием большого числа элементовконтактной системы, гибких налов,воздушных вентилей, поворачивающихсяподвижных плечей в генераторе, гдечисло каскадов может составить 30и более, а повышенная опасность эксплуатации обусловлена тем, что привозникновении на заряженном генераторе аварийных ситуаций, таких какразрыв трубы, подводящей сжатый воздух, поломка гибкого вала или вентиля пненмопривода, пдтеря питанияприводов, возникает необходимостьзамыкания переключателей.Цель предлагаемого изобретенияповышение надежности работы генератора и обеспечение требований техники безопасности,Указанная цель достигается тем,что в известном генераторе импульсных напряжений, собранном по схемеАркадьева-Маркса, содержащем конденсаторы, разрядники, зарядные и разрядные резисТоры, успокоительные резисторы, нарядно-разрядную контактнуюсистему с пневмоприводом и соединительным воздуховодом, зарядно-разрядная система представляет собойгерметичный корпус, закрытый с двухсторон фланцами, к внутренним сторонам которого прикреплены иэоляцион-ные цилиндры с отверстиями для прохода сжатого воздуха, на свободныхконцах которых укреплены электродыс отверстиями по центру для проходаэакорачивающего стержня, соединенного сс штоком, насаженным на поршеньс пружиной, помещенной внутри цилиндра с обратным клапаном, выполненным в виде резинового манжета.В случае многокаскадного генератора импульсных напряжений число пнев матических устройств выбирают по числу каскадов генератора и подсоединяют к общему воздуховоду, проходящему вдоль генератора,С целью получения импульсов напряжения с регулируемой длиной волны вгенераторе импульсных напряжений,описанном выше, могут быть установлены дополнительные контактные системы, в которых на изоляционных цилинд-рах намотан провод высокого сопротивления.На Фиг. 1 изображен генератор импульсных напряжений (ГИН) на фиг.2зарядно-разрядная контактная система ГИН, на фиг. 3 - пневматическиеконтактные устройства (увеличено).Устройство содержит конденсаторы1, зарядные резисторы 2, разрядныерезисторы 3, успокоительные резисторы 4, разрядники 5, зарядно-разрядную контактную систему, состоящую изпневматических контактных устройств6, присоединенных патрубками 7 к общему воздуховоду 8, выполненному изизоляционного материала и проходящему вдоль генератора. У основаниягенератора воздуховод 8 имеет перепускной вентиль 9, который соединяетего с баллоном 10 со сжатым газомили открывает в атмосферу. Пневматическое контактное устройство состоит из герметичного корпуса 11, выполненного из изоляционного материала, например стеклоэпоксидного цилиндра, закрытого Фланцами 12 и 13.К внутренней стороне фланцев крепят- Ися изоляционные цилиндры 14 и 15, покрытые токопроводящей Фольгой 16, Насвободных концах изоляционных цилиндров 14 и 15 укреплены электроды 17 и18, между которыми образуется изоля- дционный промежуток 19. Электрод 18имеет отверстие для прохода закорачивающего стержня 20. Эакорачивающийстержень 20 соединен с изоляционнымштоком 21, посаженным на поршень 22,движущийся внутри изоляционного цилиндра 15. Поршень удерживают в верхнем положении пружиной 23, при этом электроды 17 и 18 эакорочены. Устройство имеет обратный клапан 24, выполненный в виде резинового манжета, размещенного на изоляционном цилиндре 15 с отверстиями 25. Изоляционные цилиндры имеют также отверстия 26, для свободного прохода воздуха.Генератор импульсных напряжений работает следующим образом.Перед зарядом генератора воэдуховод 8 и герметичные корпуса 11 через патрубки 7 заполняют сжатым воздухом из баллона 10, При этом изоляционные промежутки 19 шунтированы закорачивающими стержнями 20, Заряд конденсаторов 1 производится через зарядные резисторы 2. Ток протекает по токопроводящей фольге 16, наклеенной на изоляционные цилиндры 14 и 15. При быстром переключении перепускного вентиля 9 на выпуск, воздух выходит иэ воздуховода 8 и из малых объемов под поршнями 22 пневматических устройств 6. Сжатый воздух, оставшийся в герметичных корпусах 11 пневматических устройств 6, через отверстия 26 давит на поршни 22, сжимает пружины 23 и раскорачивает изоляционные промежутки 19 на время разряда ГИН. Разрядники 5 пробиваются, конденсаторы 1 соединяются последовательно и начинают раэряжатьря через разрядные резисторы 3. После разряда ГИН перепускной вентиль 9 подключает воэдуховод 8 к баллону 10 и он снова заполняется сжатым воздухом. Для обеспечения свободной подачи воздуха в герметичные корпуса 11 и препятствия его обратного выхода при снижении давления в воздуховоде 8 использованы обратные клапаны, выполненные в виде резиновых манжет 24, размещенных на изоляционных цилин драх 15 с отверстиями 25.Для получения импульсов напряжения с регулируемой длиной волны установлены дополнительные контактные системы, в которых на изоляционных цилиндрах 14 и 15 вместо металлической фольги 16 намотан провод высокого сопротивления.Сжатый воздух, используемый для срабатывания контактной системы играет также роль изоляции между электродаМи при работе устройства, что позволяет значительно уменьшить габариты контактной системы и всего генератора импульсных напряжений.Отсутствие специальных приводов и большого количества воздушных вентилей, отсутствие поворотных элементов, один общий воздуховод для всех пневматических устройств, быстрота перевода в рабочее состояние значительно повышают надежность и быстродействие предлагаемого уст 790145ройства. Возврат изоляционного про- межутка в эакороченное положение при открытом положении перепускного вентиля при аварийном состоянии системы (обрыв воздуховода или подводящего патрубка) происходит через время выхода воздуха из объема корпуса через зазор между поршнем и цилиндром (5-10 с), что обеспечивает выполнение правил техники безопасности.Формула изобретенияГенератор импульсных напряжений, выполненный по схеме Аркадьева-Маркса, содержащий конденсаторы, разрядники, зарядные и разрядные резисторы, успокоительные резисторы, заряд- но-разрядную контактную систему с пневмоприводом и соединительным воэдуховодом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и обеспечения требований техникибезопасности, эарядно-разрядная контактная система состоит из герметичного корпуса, закрытого с двух сто-,рон фланцами, к внутренними сторо нам которого прикреплены изоляционные цилиндры с отверстиями для прохода сжатого воздуха, на свободныхконцах которых укреплены электродыс отверстиями по центру для проходазакорачивающего стержня, соедкненио го со штоком, насаженным на поршеньс пружиной, помещенной внутри цилиндра с обратным клапаном, выполненнымв виде резинового манжета. 15 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Гонег аррагасог апд ьуьсеав,1961 7111 р 4202. Экспресс-информация, серия 20 фЭлектрические станции, сети и системы", 1973, Р 14, с. 10-12."ктор И, Му одписно ПИ Государст ого делам изоб ни1 Москва, ЖаушФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Про 4/ 4 ираж венн рете 5, Р 95о комитета СССРй и открытийская наб., д.