Управляемый разрядник

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсинхСоциалистическихРеспублик п 1;,989637Опубликовано 15.01.83. Бюллетень2 по делом изобретений и открытий(53) УЛ К 621. .316.933 (088.8) Дата опубликования описания 15.01.83 Т. Е. Колотом, Г. С. Коршунов, В. И. Махрин и В. М. Пайгин(72) Авторы изобретения Научно-исследовательский институтпри Томском ордена Октябрьской РеволюТрудового Красного Знамени политехничим. С. М. Кирова высо 7) За к) УПРАВЛЯЕМЫЙ РАЗРЯД 1относится к высоковолы- технике, а именно к исам, и может быть приании импулвсных устройств накопителями энергии ектрофизических установых для получения высоко- плазмы, в сильпоточных ускорителях, электротех-,Изобретениеной импульснойкровым разрядникменено. при создс емкостнымив различных элках, используемтемпературнойнаносекундныхде й нологии Изи т. стен ктрод зрядник, содержащий основ В и поджигающий электрод,между основными и одних слоями твердой изоля те элраспол от Однако с увеличением толщины диэлектрической прокладки и рабочего нап, ряжения при неизменной амплитуде импульса запуска стабильность срабатывания такого разрядника ухудшается.Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является управляемый разрядник, содержащий разделенные диэлектрической прокладкой высо ковольтный и заземленный электроды и поджигающий электрод, помещенный в жидкий диэлектрик Г 2 1 .В указанном разряднике поджигающийэлектрод и один из основных электродов установлены на одной из сторон указанно диэлектрической проитадки, на другой стороне которой установлен второй основ ной электрод. После подачи напряжения на основные электроды подается импульс запуска на поджигающий электрод, что в системе электродов, расположенных на одной поверхности твердого диэлекь. рика, приводит к формированию канала разряда непосредственно в твердом диэлектрике. При этом происходит резкое искажение электрического поля основного разрядного промежутка, что приводит к значительному, увеличению напряженности электрического поля и быстрому пробою листа твердого диэлектрика. После срабатьвания разрядника осуществляется протяжка листа твердого диэлектрика с заданной скоростью. Время задержки3 ЭМ срабатывания разрядника относительно момента подачи на пусковой электрод запускающего импульса порядка 10с,"Однако в таком разряднике с ростом прикладываемого напряжения к основным электродам следует увеличивать толщину диэлектрической прокладки. При значительном увеличении толщины диэлектрической прокладки (в несколько раз) и сохранении геометрии поджигающего про- межутка и амплитуды импульса запуска, величина выноса инициируюшей искры вглубь диэлектрика та же, что и при малых толщинах диэлектрической прокладки. Это приводит к увеличению времени запаздывания (на 50% и более) и разброса срабатывания твердотельного разрядника. Для сохранения малых времен запаздывания срабатывания и высокой стабильности работы искрового разрядника необходимо увеличить величину поджигающего зазора и амплитуду запускающего импульса. С ростом поджигающего зазора увеличивается неоднородность электрического поля между основными электродами, что приводит к снижению электрической прочности диэлектрической прокладки на 15-20%, а следовательно, и к уменьшению рабочего напряжения твердотельного разрядника при данной толщине диэлектрической прокладки.Бель изобретения - повышение стабильности и уменьшение времени запаздывания срабатывания в широком диапазоне рабочих напряжений.Поставленная цель достигается тем, что управляемый разрядник, содержащий разделенные диэлектрической прокладкой высоковольтный и заземленный электроды и поджигающий электрод, помещенные в жидкий диэлектрик, снабжен дополнительным поджигающим электродом, а диэлектрическая прокладка выполнена в виде двух разделенных жидким диэлектриком пластин, между которыми установлены указанные поджигающие электроды, зазор между которыми со стороны высоковольтного основного электрода выбран большим зазора между ними со стороны заземленного основного электрода.На фиг. 1 представлена принщщиальная конструктивная схема предложенного разрядника; на фиг, 2 (а, о и ) - электродная система разрядника в различные моменты формирования пробоя разрядника.Разрядник состоит из высоковольтного основного электрода 1, заземленного основного электрода 2, поджигающих55 шине диэлектрических прокладок, а такжек снижению амплитуды импульса поджига.До пробоя диэлектрической прокладки5 идет формирование канала разряда в электродов 3 и 4, отделенных от основных электродов диэлектрическими пластинами 5 и 6. Поджигающие электроды 3и 4 выполнены и установлены таким об 5разом, что поджигающий зазор 7 междуними со стороны высоковольтного электрода 1 выбран большим поджигающегозазора 8 между ними со стороны заземленного или находящегося под низкимпотенциалом электрода 2,Электродная система помещена вразрядную камеру 9, заполненную жидким диэлектриком 10, который заполняет также зазоры 7 и 8.1Разрядник работает следующим ооразом.После подачи напряжения на основныеэлектроды 1 и 2 поджигающие электродыпринимают потенциал, соответствующийэквипотенцнальным линиям поля междуосновными электродами (также этот потев- пиал может быть задан с помощью распределительных резисторов (не показаны),В требуемый момент времени к поджигающим электродам 3 и 4 прикладываетсяимпульс поджига, который приводит кформированию каналов разряда непосредственно в обеих пластинах 5 и 6 твердого диэлектрика (фиг. 2 й). Однаковследствие меньшей величины поджигающего зазора 8, а следовательно, и большего перенапряжения на этом зазоре канал основного разряда в диэлектрическойпластине 5 образуется быстрее и приводит к пробою диэлектрической пластины 5З 5(фиг, 2 о). Поджигающие электроды принимают потенциал электрода 2. Послеэтого диэлектрическая пластина 5 пробивается с перенапряжением по каналу, который начал формироваться в ней при4 Оприложении поджигающего импульса(фиг. 2). Происходит срабатывание разрядникаПрименение двух диэлектрических пластин, а следовательно, уменьшение толщи 45ны диэлектрика, который первоначальнонадо пробить с помощью вьяесеннойвглубь его поджигающей искры, позволяетуменьшить величину вьяоса поджигающейискры вглубь диэлектрика, что приводит5 О к уменьшению величины поджигающего зазора и в итоге - к выравниванию распределения электрического поля в межэлектродной системе и повышению рабочегонапряжения разрядника при данной тол5 . 9 оМ диэлектрической прокладке 6, что значительно снижает время срабатывания и повышает стабильность работы искрового управляемого разрядника, После срабатывания разрядника осуществляется протяж- з ка листов твердого диэлектрика с заданной скоростьюфТак, например, с ростом рабочего наприжения от 105 кВ до 210 кВ с соответственным увеличением толщины ди;- электрической прокладки в два раза сибиль , йость срабатывания разрядника-протощпа ухудшается в 2,2 раза.В предложенном разряднике при рабочем напряжении 210 кВ стабильность 15 срабатывания остаемся на том же уровне, , что и стабильность нрототипа при рабо-. чем напряжении 105 кВ.Таким образом, предложенный управляемый разрядник позволяет повышать рабо чее напряжение без снижения стабильности его срабатывания.Формула изобретенияУправляемый разрядник, содержаший разделенные диэлектрической прокладкой 25 57 6высоковош тный и заземленйый электроды и поджигающий электрод, помещенныев жидкий диэлектрщ, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с пелью повышениистабильности и уменьшения времени запаздьвания срабатьпиния в широкомдиапазоне рабочих напряжений, он снабжен дополнительным поджигающим апектродом, а диэлектрическая прокладка выполнена в виде двух разделенных жидкимдиэлектриком пластин, между которымиустановлены указанные поджигающиеэлектроды, зазор между которыми состороны высоковольтного основного электрода выбран большим зазора междуними со стороны заземленного основногоэлектрода. Источники информапии,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР492017, кл Н 01 Т 3/00, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке2722831/24-07,кл. Н 01 Т 3/00, 1979.ираж 588 Подписноерственного комитета СССРзобретений и открытий, Ж, Раушская набд. 4/ 1140/72 Т ВНИИПИ Госуда по делам 113035,Москва