Высоковольтный генератор импульсного напряжения

Союз Саеетскнд Соцнаектниескнз Ужпубанк(22) Заявлено 200479 (21) 2756235/18-21с присоединением заявки Нов(51)м, Кл,з Н 03 К 3/02 Государственный коинтет СССР но дедаи изобретений н открытий(71) Заявитель Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И, ЛенинаИзобретение относится к области высоковольтной импульсной технике и может быть использовано для генерирования мощных импульсов сверхвысоких напряжений с большой частотой повторения.Известны высоковольтные генераторы импульсных напряжений. Один из известных высоковольтных генераторов импульсных напряжений, содержит ряд после донательно включенных разрядных цепей, каждая из которых состоит иэ емкостнсго накопителя энергии и разрядника, выполненного с открытым воздушным разрядным промежутком 11 . 15Второй из известных высоковольтных генераторов импульсных напряжений, выполненных по схеме умножения напряжения, содержит емкостные накогители энергии и разрядники 2. 20 Недостатком известных генераторов является то,.что при их работе н диапазоне сверхвысоких напряжений за счет вынужденного увеличения разряд ных промежутков разрядников значительно увеличивается индуктивность генератора, вследствие чего снижаются мощность и амплитуда импульса на нагрузке. 30 Наиболее близким техническим решением к данному изобретению являетсявысо овольть.й генератор импульсов,содержащий эагаое число последовательных ступеей, каждая иэ которыхсостоит из емкостного накопителя энергии и разрядника, электроды которогоразмещены в газонаполненной под давлением разрядной камере, периодическипродунаемай ст источника продувочногогаза по трубопроводам 3,Данный генератор позволяет эа счетприменения н нем разрядников,нь:поленных каждый с газонаполненной под давлением разрядной камерой, значительноуменьшить его индуктивность. Однаконаличие трубопронодев, по которым осуществляетс. наполнение и отнод продувочного газа из разрядных камер разрядников, снижает надежность его работы при генерировании импульсов сверхвысокого напряжения, так как возникает вероятность разряда емкостных накопителей энергии через трубопроводына землю.Целью изобретения является повышение надежности работы генератора присверхвысоких напряжениях.Поставленная цель достигается тем,что н высоковольтном генераторе импульсного напряжения, содержащем заданное число последовательных ступеней, каждая из которых состоит из последовательно включенных емкостного накопителя энергии, заряжаемого через резисторы, и разрядника, электроды которого размещены в разрядной камере, соединенной с баллоном, каждый из его разрядников снабжен дополнительной камерой, которая сообщается с одной стороны через трубку с понижающим газовым редуктором, установ ленным на баллоне, а с другой стороны через отверстие в герметизированном изоляционном кожухе с разрядной камерой, противоположная сторона которой имеет еще одно отверстие, снабженное клапаном с возвратной пружиной, а также дополнительным удерживающим уст ройством, выполненным, например, в виде постоянного магнита и ярма.Наличие у каждого разрядника генератора автономного источника продувочного газа, дополнительной камеры и автоматического выпускного клапана позволяет исключить разряды емкостных накопителей энергии на землю, осуществить быструю и эффективную продувку разрядных промежутков генератора после его срабатывания и соответственно повысить надежность генератора при генерировании им импульсов сверхвысокого напряжения. ЗОКроме того, данный генератор позволяет снизить расход электроизоляционного газа за счет того, что при продувке используется только тот объем газа, который находится в разрядной 35 и дополнительной камерах,На фиг, 1 изображена схема принципиальная электрическая высоковольтного генератора, составленная из 5 ступеней срабатывания; на фиг. 2 - кон- струкция элемента высоковольтного генератора. Высоковольтный генератор импульсного напряжения содержит разрядники 1 по числу ступеней срабатывания и включенные последовательно с ними емкостные накопители 2 энергии, заряжаемые через резисторы 3 от источника высокого напряжения, Каждый разрядник 1 генератора состоит из герметизированно- щ го изоляционного кожуха 4, в котором размещены разрядная камера 5 с установленными в ней электродами б и дополнительная камера 7, сообщающаяся через отверстие 8 с разрядной камерой 5. С противоположной от отверстия 8 стороны разрядной камеры 5 имеется отверстие 9, закрытое клапаном 10, удерживаемым в закрытом состоянии при помощи возвратной пружины 11 и дополнительного удерживающего устройства 60 выполненного, например, в виде постоянного магнита 12 и ярма 13, укрепленного на клапане 10. Дополнительная камера 7 через трубку 14 сообщается с понижающим газовым редуктором 15, ус тановленным на баллоне 16 со сжатымэлектроизоляционным газом.Генератор работает следующим образом,От источника высокого напряжениячерез резисторы 3 заряжают все емкостные накопители 2 энергии до заданнойвеличины напряжения. Одновременно сжатый газ из баллона 16 каждого из разрядников 1 через понижающий его давление газовый редуктор 15 и трубку 14поступает в дополнительную камеру 7и через отверстие 8 в разрядную камеру 5, Заполнение газом обеих камер 5и / прекращается по достижению в нихзаданного давления, Затем одним изизвестных способов, например подачейна электроды б разрядника 1 первойступени генератора импульса перенапряжения, вызывают его срабатывания,После этого за счет суммирования напряжений емкостных накопителей 2 энергии первой и второй ступеней генератора происходит самостоятельное срабатывание разрядника 1 второй ступени.Аналогично происходит срабатываниеразрядников 1 последующих ступеней,При срабатывании последнего пятогоразрядника 1 импульс суммарного напряжения всех емкостных накопителей энергии 2 прикладывается к нагрузке (нафиг, 1 не показаны).Одновременно образовавшаяся в каждом разряднике 1 в результате горенияимпульсной дуги волна повышенного давления распространяясь во все стороныот дуги, воздействует через отверстие9 на клапаны 10, и преодолевая удерживающее усилие постоянного магнита12, приоткрывает его. При этом тяговоеусилие постоянного магнита 12 резкоснижается и клапан 10 полностью открывается, В результате этого давление ионизированного газа в разряднойкамере 5 резко падает до атмосферного, что вызывает интенсивное истечение под давлением неионизированногогаза из дополнительной камеры 7 черезотверстие 8 и разрядный промежутокразрядника 1 в атмосферу, благодарячему обеспечивается импульсная направленная продувка ионизированнойэоны горения дуги. После выхода ионизированного газа из разрядной 5 и дополнительной 7 камер за счет усилиявозвратной пружины 11, приложенногок клапану 10, он начинает закрываться, При этом тяговое усилие постоян-.ного магнита 12постепенно увеличивается и при его соприкосновении сярмом 13 резко возрастает до первоначального заданного значения. Клапан закрывается, Происходитповторное наполнение газом разряднойкамеры 5 через дополнительную камеру7 до заданной величины его давленияи заряд емкостных накопителей 2 энер .гии, После чего генератор снова готовк работе, 792566Формула изобретения Высоковольтный генератор импульсного напряжения, содержащий заданное число последовательных ступеней срабатывания, каждая из которых состоит из последовательно включенных емкостного накопителя энергии, заряжаемого через резисторы, разрядника, электроды которого размещены в разрядной камере, соединенной с баллоном, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с це- О лью повышения надежности его работы при сверхвысоких напряжениях, каждый из его разрядников снабжен дополнительной камерой, которая сообщается с одной стороной через трубку с понижаю щим газовым редуктором, .установленным на баллоне, а с другой стороны черезотверстие в герметиэированном изоляционном кожухе с разрядной камерой,противоположная сторона которой имеетеще одно отверстие, снабженное клапаном с возвратной пружиной, а такжедополнительным удерживающим устройством, выполненным, например, в видепостоянного магнита и ярма.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 431604, кл. Н 03 К 3/53, 1974.2, Ударный генератор на 500 кв. -Приборы и техника эксперимента,,1971, Р 4,3. Авторское свидетельство СССРУ 145623, кл. 21 а 36, 1962.792566Составитель В. СедовГольдина Техред А.Бабинец КорректорО. Ковинская едактор каз 9619/Тираж 995 Подписное НИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 35, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/Проектная,жгород,Филиал ППП "Патент