Управляемый многоканальный разрядник

О П И С А Н И Е (п 1987735ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет ие диан нзфбретений и етирытий(5 З) УЛК 621.316, .933 (088.8) Дата опубликования описания 07.01,83,/.: .гВ. А. Павлов, Ю, П. Пичугин и И, Н, Роман нкоЧувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РАЗРЯДНИКИзобретение относится к высоковольт. ной импульсной технике и может быть использовано для коммутаций токов в мощных накопителях энергии.Известен многоканальный разрядник,5 содержащий противостоящие сплошной электрод и электрод с отверстиями, в которых установлены поджигающие электроды, подключенные к электроду с отверстиями через резисторы и последовательно включенные конденсаторы, стартовый коммутатор и вспомогательные электроды, образующие искровые промежутки с электродом с отверстиями, расположенные напротив поджигающих элек тродов и электрически соединенные со сплошным электродом при помощи проводников, охваченных ферромагнитнымисердечниками, причем через пары ферромагнитных сердечников пропущены пере крещенные короткозамкнутые витки 1 .Недостатком этого разрядника является то, что при пробое одного из искровых промежутков, наводимая на вспомога 2тельных электродах ЭДС, увеличиваетэлектрическое поле на одних промежуткахи одновременно уменьшает его на других,что снижает вероятность срабатываниявсех искровых промежутков. Наиболее близким к предлаввемому по техническому решению является управляемый многоканальный разрядник, содержащий противостоящие сплошной электрод и электрод с отверстиями, расположенными по окружности и в центре этой окружности, поджигающие электроды, установленные в указанных отверстиях, и вспомогательные электроды, размещенные в зазоре между сплошным электродом и электродом с отверстиями напротив поджигающих электродов и электрически соединенные со сплошным электродом с помощью проводников, охваченных ферромагнитными сердечниками, причем через сердечник центральноговспомогательного электрода и сердечники остальных вспомогательных электродов пропущены3 987 перекрешенные короткозамкнутые обмотки 21 .В известном разряднике одновременно могут пробиваться не более двух ис - кровых промежутков, расположенных по окружности. Это объясняется тем, что из-за статистической природы вольт-секундных характеристик искровых проме жутков после пробоя центрального искрового промежутка пробьются одиндва искровых промежутка, расположенных по окружности. При этом величина перенапряжения на оставшихся в пробитых промежутках прямо пропорциональная раз. ности скоростей нарастания токов в пробитых искровых промежутках резко падает, что приводит к снижению вероятности пробоя остальных промежутков и, следовательно, к уменьшению пропускной способности разрядника по току.В разряднике промежуток между центральным вспомогательным электродом и электродом с отверстиями пробиваетсяпервым. Это достигается путем выдвижения центрального поджигающего электрода над поверхностью электрода с отверстиями, и следовательно вследствие усиления искажения электрического поля в этом промежутке. Однако в этом случае затрудняется регулировка поджига, так как если выдвинуть центральный поджитающий электрод на небольшую величину, то центральный промежуток пробивается не стабильно, а если выдвинуть его на большую величину - разрядник может начать работать с самопробоем.Бель изобретения - увеличение пропускной способности разрядника по току путем повышения надежности многоканального срабатывания.Поставленная цель достигается тем, что в управляемом многоканальном раз-. ряднике, содержащем противостоящие сплошной электрод и электрод с отверстиями, расположенными по окружности к в центре этой окружности, поджигающие электроды, установленные в указанных отверстиях и вспомогательные электроды, размещенные в зазоре между сплошным электродом и электродом с отверстиями напротив поджигающих электродов и электрически соединенные со сплошным электродом с помощью проводников, охваченных ферромагнитными сердечниками, причем через сердечник цеитрального,вспомогательного элек.трода и сердечники остальных вспомога 45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 4 О тельных электродов пропущены прекращенные короткозамкнутые обмоки ферромагнитный сердечник центрального вспомогательного электрода выполнен в виде аксиально смещенных кольцевых элементов по числу остальных вспомогательных электродов, а перекрешенные короткозамкнутые обмотки охватывают каждая один из сердечников всйомогательных электродов, расположенных по окружности, и один из элементов сердечника центрального вспомогательного электрода.Кроме того, определяется варивчт исполнения разрядника, при котором между поджигающими электродами, расположенными по окружности, и электродом с отверстиями включены дополнительво введенные конденсаторы.С целью дальнейшего увеличения пропускной способности по току, путем повышения надежности многоканального срабатывания, перекрещенные короткозамкнутые обмотки со стороны кольцевых элементов сердечника центрального вспомогательного электрода выполнены многовитковыми.С целью уменьшения времени срабатывания, сплошной электрод выполнен с цилиндрическим углублением в центральной части рабочего торца, в котором размещен проводник центрального вспомогательного электрода с соответствующими кольцевыми элементами ферромагнитного сердечника.На фиг, 1 схематически показан пред- лагаемый управляемый многоканальный разрядник; на фиг. 2 - вид А-А на фиг, 1; на фиг 3 - вариант выполнения перекрещенных короткозамкнутых обмо ток. Разрядник состоит из сплошного .электрода 1 и электрода 2 с от-: верстиями, в которых установлены поджигающие электроды 3. Между электродами 1 и 2 напротив поджигающих электродов 3 размещены вспомогательные электроды 4, которые соединены со сплошным электродом 1 с помошью проводников 5, охваченных ферромагнитными сердечниками. Поджигающие электроды 3 и вспомогательные электроды 4 размещены по окружности и в центре этой окружности, ферромагнитный сердечник, охватывающий проводник 5 центрального вспомогательного электрода 4, выполнен из нескольких кольцевых элементов 6 по числу остальныхтрального сердечника многовитковыми, а со стороны других сердечников - одновитковыми увеличивает перенапряжение на несработавших промежутках, что в конечном счете ведет к более надежному срабатыванию всех каналов.Размещение проводника и кольцевых элементов центрального вспомогательно 1.о электрода в углублении сплошного электрода позволяет уменьшить длину проводников вспомогательных электродов, расположенных по окружности, и, следовательно, уменьшить индуктивность и время срабатывания разрящника.Таким образом, выполнение сердечника центрального вспоФюгательного электрода в виде кольцевых элементов, вмес те с сердечником одного из остальных вспомогательных электродов, каждый из которых охвачен перекрещенной коротко- замкнутой обмоткой, повышает надежность срабатывания всех искровых промежутков разрядника и увеличивает его пропускную способность. по тону. 25 1 Управляемый многоканальный раз- ЗО рядник, содержащий противостоящиесплошной электрод и электрод с отверстиями, расположенными по окружностии в центре этой окружности, поджигающие электроды, установленные в указанных отверстиях, и вспомогательные электроды, размешенные в зазоре междусплошным электродом и электродом сотверстиями напротив поджигающих электродов и электрически соединенные со 4, сплошным электродом с помощью проводников, охваченных ферромагнитными сердечниками, причем через сердечник центрального вспомогательного электрода исердечники остальных вспомогательныхэлектродов пропущены перекрещенныекороткозамкнутые обмотки, выполненныеодновитковыми со стороны вспомогательных электродов, расположенных по окружности, .о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью увеличения пропускной способности по току путем повышения надежности многоканального срабатывания,ферромагнитный сердечник центральноговспомогательного электрода выполнен 55в виде аксиально смещенных кольцевыхэлементов по числу остальных вспомогательных электродов, а перекрещенные нороткозамкнутые обмотки охватываот каж,дая один из сердечников вспомогатель 5 Ой 7758 бвспомогательных электродов 4, проводники 5 которых охвачены сердечниками7. Через каждый сердечник 7 и одиниз кольцевых элементов 6 сердечникацентрального вспомогательного электрода 4 пропушена перекрещенная короткозамкнутая обмотка 8,.Поджигающие электроды 3 через резисторы 9 подключены к пусковому устройству 10. Между поджигающими элек 10тродами, расположенными по окружности, и электродом 2 включены конденсаторы 11. Параллельно электродам 1.и2 подключены последовательно соединенные накопительный конденсатор 12 15и нагрузка 13, Зарядка накопительногоконденсатора 12 осуществляется черезрезистор 14. Электрод 2 заземлен.Перекрещенные короткозамкнутыеобмотки 8 со стороны кольцевых эле Оментов 6 центрального сердечние выполнены многовитковыми, а со сторонысердечников 7 - одновитковыми (фиг 3 ),Разрядник работает следующим образом,В исходном положении накопительныйконденсатор 12 заряжен до требуемого ф о р м у л.а и з о б р е т е н и янапряжения, При подаче пускового импульса от устройства 10 на поджигаю-.шие электроды 3 первым пробиваетсязазор между центральным поджигающимэлектродом 3 и электродом 2, так какуказанный зазор незашунтирован конденсатором и скорость нарастания напряжения на нем наибольшая по сравнению.с другими зазорамиПробой центрального поджигающегозазора вызывает срабатывание искрового промежутка между центральным вспсмогательным электродом 4 и электродом2. При этом на центральном проводнике5 выделяется практически все напряжение накопительного конденсатора 12,. а на обмотках 8 наводится ЭДС, кото 1рая трансформируется на вспомогательные электроды 4, расположенные по окружности, вызывая перенапряжение искровых промежутков между этими вспо;могательными электродами 4 и электродом 2 и их практически одновременныйпробой..При срабатывании нескольких искровых .промежутков, расположенных ноокружности, перенапряжение 3 на несрабэтавших промежутках повышается, чтоприводит к уменьшению времени пробояноследних.Выполнение перекрещенных обмотоксо стороны кольцевых элементов 6 цен 7 9877.8 5 8ных электродов, расположенных по ружности, и один из элементов сердеч ника центрального вспомогательного электрода,2. Разрядник по и .1 о т л и ч а - ю ш и й с я тем, что, с целью дальнейшего увеличения пропускной способности по току путем повышения надежности многоканального срабатывания, перекрещенные короткозамкнутые обмотки со стороны кольцевых элементов сердечника центрального вспомогательного электрода выполнены многовитковыми.3. Разрядник по пп. 1 и 2, о т л и - ч а ю ш и й с я тем, что между поджигакацими электродами, расположенными по окружности и электродом с отверстиями включены дополнительно вверенныеконденсаторы.4. Разряднлк по пп. 13, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с целью5 уменывения времени срабатывания, сплошной электрод выполнен с цилиндрическимуглублением в центральной части рабочего торца, в котором размещен проводникцентрального вспомог ательного электро 16да с соответствующими кольцевыми элементами ферромагнитного сердечника,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР591978, кл. Н 01 Т 5/00, 19762, Авторское свидетельство СССР698093,кл, Н 01 Т 5/00, 1976.Составитель В. ГомзинРедактор Н. Стащишина Техред М, Надь Корректор А, Ферен атент", г. Ужгород, ул. Проектна Филиал 31943 Тираж, 588 ВНИИПИ Государственно по делам иэобретени 113035, Москва, ЖПодписноео комитета СССРи открытий