Управляемый коммутатор

Союз Советскик Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ(22) Заявлено 231179 (21) 284227424-07 с присоединением заявкм йо 2843495/24-07.(5)М. Кл.з Н 01 Т 1/00 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(71) Заявитель Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И. Ленина(54) УПРАВЛЯЕИЫЙ КОИИУТАТОР Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и предназначено для использования в устройствах формирования импульсов напряжения с крутым фронтом.Известны управляемые коммутаторы, содержащие два электрода и диэлектрик, расположенный в межэлектродном промежуткеЦ .10Наиболее близким к предлагаемому является управляемый коммутатор; содержащий два противостоящих плоских электрода, разделенных слоем сменного твердого, - иэлектрика, и устройство для механического разрушения твер дого диэлектрика 2.Недостатком такого коммутатора является невозможность синхронизации запуска коммутатора и регистрации срабатывания, что приводит к частичной 20 потере информации при регистрации и исследовании временных характеристик коммутатора и всего устройства для формирования импульсов напряжения с крутым фронтом. Этот недостаток присущ всему классу коммутаторов с механическим разрушением диэлектрика, для которых характерна существенная разница во временных масштабах процессов срабатывания коммутатора 30 и устройства для разрушения диэлектрика, что и обуславливает сложностьобеспечения синхронизации вышеупомянутых процессов. Так, например,управляемый коммутатор с электромагнитным приводом устройства для механического разрушения диэлектрикапозволяет формировать импульсы напряжения, длительность фронта у которых составляет порядка 10 8 с, в товремя как собственное время срабатывания электромагнитного привода порядка 10 с,Цель изобретения - обеспечениесинхронной с запуском коммутатора регистрации срабатывания. укаэанная цель достигается тем, чте управляемый коммутатор, содержащий два противостоящих плоских электрьда, разделенных слоем сменного твердого диэлектрика, и устройство для механического разрушения твердого диэлектрика, снабжен дополнительным слоем твердого диэлектрика и токопроводящим вкладышем, который располо" жен между указанными слоями твердо,го диэлектрика и подключен через делитель напряжения к;дополнительно введенному измерительному блоку.Измерительный блок содержит аппаратуру, позволяющую производить регистрацию и исследование временныххарактеристик коммутатора и всегоустройства для формирования импульсов напряжения с крутым фронтом. 5На фиг. 1 представлена .принципиальная схема предлагаемого управляемого коммутатора в случае выпблненияобоих слоев диэлектрика и токопроводящего вкладыша сменными; на фиг. 2 -вариант исполнения коммутатора в случае стационарной установки одного изслоев диэлектрика и токопроводящеговкладыша.Коммутатор содержит два плоскихэлектрода 1 с отверстиями 2, слои 3 15и 4 твердого диэлектрика, расположенные в межэлектродном промежутке, устройство для механического разрушенияобоих (фиг. 1) или одного (фиг. 2) изслоев твердого диэлектрика, состоящее 20из механического или электромагнитного привода 5 и системы б металлических игл. Между слоями 3 и 4 диэлектрика расположен один (фиг. 2) илинесколько(фиг,1)токопроводящих вкла-,дышей 7, каждый из которых, находясьв межэлектродном промежутке, связанчерез высоковольтный делитель 8 напряжения с измерительным блоком 9,В рассечку кабеля 10, соединяющего высоковольтный делитель 8 напряжения и измерительный блок 9 помещенразделительный конденсатор 11. Коммутатор включен в разрядную цепь устройства для Формирования импульсовнапряжения, состоящего из емкостногонакопителя 12 энергии, предлагаемогокоммутатора и нагрузки 13,В случае выполнения обоих слоев 3и 4 твердого диэлектрика сменными(Фиг. 1), эти слои могут представлять 40собой в совокупности соединенную сблоком протяжки многослойную ленту,набранную из рулонной кабельной иликонденсаторной бумаги, пропитаннойжидким диэлектриком, равномерно повсей длине которой между слоями размещены токопроводящие вкладыши 7,Во втором варианте предлагаемогоуправляемого коммутатора (фиг. 2 ) слой,3 твердого диэлектрика является смен- у)ным и представляет собой ленту, соединенную с блоком протяжки, слой 4выполнен в виде неподвижно установленной прокладки, а вкладыш 7 установленнеподвижно, причем слой 4 диэлектрика(прокладка) и вкладыш 7 выполнены соответственно с отверстиями 14 и 15для прохода металлических игл б.Коммутатор работает следующим образом,После подачи управляющего воздейзтвия на привод 5 устройства для механического рабрушения диэлектрика,последний подает металлические иглыб через отверстие 2 в плоском верхнемэлектроде 1 в направлении, укаэанном 65 на фиг, 1 и 2 стрелкой. Иглы б, входя в межэлектродный промежуток, механически разрушают сменный слой диэлектрика (фиг. 2) или оба слоя диэлектрика (фиг. 1), изменяя при этом электрическое поле межэлектродного промежутка таким образом, что при этомЕстгде Е - статическая электрическаяпрочности промежутка, напряженность поля в промежутке.Вследствие этого происходит электрический пробой той части сменного диэлектрика, которая не успевает разрушаться механически с помощью металлических игл б, а затем - и разряд емкостного накопителя 12 энергии на нагрузку 13. В процессе электрического пробоя сменного диэлектрика и продвижения канала разряда в межэлектродном промежутке высокое напряжение попадает на металлический вкладыш 7, на. ходящийся до этого под неопределенным потенциалом, зависящим от величины сопротивления утечек диэлектрика.В момент достижения канала разряда металлического вкладыша 7 напрякение на нем резко возрастает до величины зарядного напряжения емкостного накопителя 12 энергии, которое через высоковольтный делитель 8 напряжения со скоростью, близкой к скорости света, попадает на измерительный блок 9, позволяя тем самым обеспечить синхронизацию запуска коммутатора и измерительного блока 9, Разделительный конденсатор 11 служит цля защиты от попадания постоянной составляющей напряжения с высоковольтного делителй 8 на измерительный блок 9. После срабатывания коммутатора обеспечиваетСя протяжка с дозированным шагом слоя 3 сменного диэлектрика (фиг. 2) или обоих слоев 3 и 4 диэлектрика вместе с токо- проводящими вкладышами 7 (Фиг. 1).При этом в коммутаторе по фиг. 2 заменяется только слой 3 сменного диэлектрика, а слой 4 диэлектрика (прокладка) и вкладыш 7 остаются.Таким образом, по сравнению с известными предлагаемый управляемый коммутатор позволяет получить более полную информацию при регистрации и исследовании временных характеристик коммутатора и всего устройства для формирования импульсов напряжения с крутым Фронтом. Формула изобретенияУправляемый коммутатор, содержащий два противостоящих электрода, разделенных слоем сменного твердого диэлектрика, и устройство для меха-. нического разрушения твердого диэлектрика, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения синхронной с запуском коммутатора регистрации срабатывания, он снабжендополнительным слоем твердого диэлектрика и токопроводяшим вкладышем, который расположен между указаннымислоями твердого диэлектрика и подключен через делитель напряжения к дополнительно введенному измерительному блокч. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 3364390,кл. 315-326, 1968.2. Алексеев В.А. и др. Иалоиндук-, тивный управляемый разрядник с твердым диэлектриком, ЯТЭ, 1975, Р 6, с. 112-113.851579 оставитель Е. Бочковаехред М,Табакович Корректор Н. Швцдкая актор О. Кова Заказ 6377/78ВНИИ 3035 г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Филиал ППП "Пат Тирам 634 Государственного к делам изобретений и Москва, З, Раушс Подписноемитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5