Многоканальный разрядник

СОЮЗ СОВЕ,"СНИСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 09) (111Е) 4 Н 01 Т 14/00 ЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВКБАЫЫ 4 АВТОРСКОМУ СВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46). 07.07.86. Бюл. Ф 25 (71) Научно-исследовательский институт ядерной физики, электроники и автоматики при Томском политехническом институте им. С.М. Кирова(72) Э,Г.Фурман (53) 621.316,933(088.8) (56) Емельянов В.Г. и др. Многоканальный высоковольтный тригатрон, ПТЭ, 1975, 9 4.Авторское свидетельство СССР В 591978, кл. Н 01 Т 5/00, 1976. (54)(57) 1. МНОГОКАНАЛЬНЬЗЙ РАЗРЯДНИК, содержащий противостоящие высоко-вольтный электрод с расположенньки на нем вспомогательными электродами и заземленный электрод с отверстиями, в которых установлены поджигающие 1 электроды, подключенные к заземленному электроду через резисторы, пусковые конденсаторы, одни из обкладок 1 которых подключены к соответствующим поджигающим электродам, а другие обкладки - к заземленному электроду через общий пусковой коммутатор, и формирующую линию подключенную между высоковольтным и заземленным элек тродами, к которой подключен зарядный источник импульсного напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности многоканального срабатывания, общая точка пусковых конденсаторов подключена к высоковольтному вы-е воду источника импульсного напряжения через цепочку последовательно соединенных дополнительно введенных. резистора и диода,1015800 2. Разрядник по п.1, о т л ич а ю щ и й с я. тем, что с целью расширения диапазона управляемого срабатывания разрядника по напряжению, в указанную цепочку последоваИзобретение относится к высоко- вольной импульсной технике и предназ начено для коммутации энергии импульсно-заряжаемых Формирующих линий в наносекундном диапазоне.Известен многоканальный разрядник, содержащий сплошной высоковольтный электрод и противостоящий заземлен" ный электрод с поджигающими электродами, установленными в отверстиях заземленного электрода.Наиболее близким из известных тех нических решений к изобретению является многоканальный разрядник, содер жащий противостоящие высоковольтный электрод с расположенными на нем вспомогательными электродами и заземленный электрод с отверстиями, в ко-торых установлены поджигающие элеи- троды, подключенные к заземленному электроду через резисторы, пусковые конденсаторы, один из обкладок которых подключены к соответствующим поджигающим электродам, а другие обкладки - к заземленному электроду через общий пусковой коммутатор, и формиРующую линию, подключенную между высоковольтным и заземленным электродами, к которой подключен зарядный источник импульсного напряжения. Для развязки искровых каналов в этом разряднике вспомогательные электроды охвачены Ферромагнитными сердечниками а. В таком разряднике пробой промежутков, образованных заземленным электродом с отверстиями и поджигающими электродами, происходит при раз, ряде соответствующих пусковых конденсаторов, заряженных до напряжения; близкого к напряжению срабатывания пускового коммутатора. Стабильность срабатывания поджигающих промежутков, а следовательно, и надежность многотельно включен дополнительно введенный дроссель насыщения с обмоткой размагничивания, к которой подключен дополнительно введенный источник тоса. канального срабатывания определяютсяв этом случае стабильностью срабатывания пускового коммутатора, Приэтом до момента срабатывания поджи гающих промежутков в искровых каналах разрядника отсутствует перенапряжение, что приводит к большому разбросу. срабатывания отдельных каналоводин относительно другого.Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности многоканального срабатывания,Это достигается тем, что в известном многоканальном разряднике, содер жащем противостоящие высоковольтныйэлектрод с расположенными на немвспомогательными электродами и заземленный электрод с отверстиями, в ко,торых установлены поджигающие элек,троды, подключенные к заземленномуэлектроду через резисторы, пусковыеконденсаторы, одни из обкладок которых подключены к соответствующим поджигающим электродам, а другие обклад ки - к заземленному электроду черезобщий пусковой коммутатор, и Формирующую линию, подключенную между,высоковольтным и заземленным электродами, к которой подключен зарядный 30 источник импульсного напряжения, общая точка пусковых конденсаторов подключена к высоковольтному выводу источника импульсного напряжения черезцепочку последовательно соединенныхдополнительно введенных резистора идиода. Кроме того, с целью расширениядиапазона управляемого срабатывания 40 Разрядника по напряжению в указаннуюцепочку последовательно включен дополнительно введенный дроссель насыщения с обмоткой размагничивания, к которой подключен дополнительно вве 4 с ценный источник тока.На фиг1 представлена принципиальная электрическая схема разрядника; на фиг,2 - эпюры изменения тока и напряжения в нем; на фиг.З"5 - схемы распределения эквипотенциальных линий электрического поля в зазоре разрядника, соответственно в исходном состоянии разрядника (когда пусковые конденсаторы предварительно заряжены), при дополнительном подзаряде конденсаторов от источника импульсного напряжения и после срабатьвания пускового коммутатора.Разрядник состоит из сплошного высоковольтного электрода 1 с расположенными на нем вспомогательными электродами 2, противоположно. расположенным заземленным электродом 3, на котором выполнены выступы 4.с отверстиями, в которых установлены под-. жигающие электроды 5. Выступы с отверстиями охвачены ферромагнитными сердечниками 6, Поджигающие электроды через резисторы 7 подключены к заземленному электроду 3, а через пусковые конденсаторы 8 - к аноду пускового коммутатора 9, например разрядника, катод которого заземлен. Между высоковольтным электродом 1 и аземленным электродом 3 включены формирующая линия 1 О и нагрузка 11,Формирующая линия подключена к зарядному импульсному источнику напряжения, например к модулятору, с выходным импульсным трансформатором 12, с емкостным накопителем 13 энергии и тиристором 14. Выход импульсного трансформатора 12 через резистор 15, диод 16, дроссель 17 насыщеения с обмоткой размагничивания, подключенной к источнику 18 тока, подключен к общей точке пусковых конденсаторов 8, которая через резистор 19 подключена к источнику 20 напряжения.На фиг,2 приведены временные эпюры изменения токов и напряжений в схеме, где кривая 21 - напряжение заряда формирующей линии 10; кривая 22 - напряжение пусковых конденсаторов 8; кривая 23 - напряжение резисторов 7; кривая 24 - импульс запуска коммутатора 9; кривая 25 - падение напряжения на дросселе 17 насыщения В исходном состоянии пусковые конденсаторы 8 заряжены от источника 20 до некоторого, уровня напряжения, меньшего величины срабатывания пускового коммутатора 9. Накопитель 13 энергии заряжен до требуемого напряжения. С приходом управляющего импульса на тиристор 14 последний открьвается, и накопитель 13 энергииначинает разряжаться через повышающий импульсный трансформатор 12 изаряжает формирующую линию 10. В момент времени, когда напряжение наформирующей линии 1 О достигнет напря 1 О жения зарядов пусковых конденсаторов8, открьвается диод 16 ипусковыеконденсаторы 8 начинают дополнительно заряжаться через резистор 5 ирезисторы 7. Под действием тока эаря да конденсаторов 8 на резисторах 7возникает напряжение, которое прикладывается к поджигающим электродам 5.При этом для эффективной работы разрядника необходимо, чтобы электроды 20 5 были расположены несколько ближе квспомогательным электродам 2, чемвыступы заземленного электрода с отверстиями 4, а также величина кольцевого зазора между поджигающими злек тродами 5 и стенками выступов 4 бьщадостаточно большой с целью исключе,ния самопробоя отверстий, соответствующих этому промежутку, под действием напряжения резисторов 7.30За счет того, что к поджигающимэлектродам 5 прикладьвается напряжение той же полярности, что и к высоковольтному 1 и вспомогательным 2 электродам, напряжение самопробоя 35многоканального коммутатора увеличивается. Этот процесс показан на фиг.З и фиг.4. На фиг.З эквипотенциальные линии сгущаются у поджигающего электрода 5, и в этом месте наблюдается наибольшая напряженность электрического поля, а на фиг.4 - когда к поджигающему электроду 5 приложено напряжение резисторов 7, например, равное 207 напряжения заряда форми рующей линии 1 О, напряженность электрического поля у поджигающего электрода 5 значительно уменьшается, и возможен дальнейший рост напряжения на разряднике по сравнению с первым 50 случаем. При достижении напряженияна многоканальном коммутаторе и пусковом коммутаторе 9, близкого к напряжению самопробоя, подается импульс на поджиг коммутатора 9. Он пробива ется и подключает общую точку пусковых конденсаторов 8 на землю. При этом все напряжение конденсаторов прикладывается к резисторам 7, а онс5 101580 к поджигающим электродам 5. При этом на поджигающем электроде 5 изменяется полярность напряжения и увеличивается его амплитудное значение (см. фиг.5), Это вызывает перенапряжение в поджигающем промежутке (электрод 5 - выступ 4) и в промежутке каждого канала многоканального разрядника (электрод 5 - электрод 2). Пробой поджигающего промежутка создает плаз О му и обеспечивает ультрафиолетовую подсветку, что позволяет пробиться всем каналам многоканального разрядника с большим быстродействием, Дроссели, образованные выступами 4 с от верстиями, охваченными ферромагнитными сердечниками 6, задержат снижение напряжения на отдельном канале, раньше включившимся, до срабатывания всех каналов многоканального разряд ника.В принципе, источник 20 напряжения может отсутствовать, в этом случае регулирование величины напряжения на пусковых конденсаторах 8 воз можно путем изменения величины резистора 15, что при высоком напряжении и значительных импульсных токах за 0 Ьтруднительно. Более экономично этоможно сделать, используя дроссель насьпцения с обмоткой размагничивания. В этом случае, регулируя ток подмагничивания сердечника дросселя насьпцения, можно добиться требуемого начального магнитного состояния сердечника, которое обеспечивает начало заряда пусковых конденсаторов, а следовательно, и поддержание напряжения на поджигающих электродах в требуемом интервале времени.Таким образом, снабжение многоканального разрядника цепью, соединяющей общую точку пусковых конденсаторов и высоковольтный вывод импульсного источника напряжения для заряда формирующей линии,позволяет увеличить напряжение мамопробоя каналов многоканального разрядника, а в момент подачи запускающего импульса позволяет иметь существенные перенапряжения в каналах, что обеспечивает повышение быстродействия и надежности многоканального срабатывания и является необходимым условием коммутации больших токов в частном режиме работы устройства.1015800 Фиг. Ю Корректор ВФут Техред,Л.Олейни Л.Письман аказ 3724/ Подписное Тираж 597 НИИПИ Государственного ком по делам изобретений и о 13035, Москва, Ж, Раушсзводственно-полиграфическое предприя итета СССРткрытийкая наб., д. 4/