ПЛАЗМОЭРОЗИОННЫЙ РАЗМЫКАТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК H05H1/00 

Заявляемое техническое решение относится к области электротехники, а именно, к коммутирующим устройствам для выключения импульсных токов и может быть использовано в энергетике и в экспериментальной технике для получения больших мощностей и напряжений.

Наиболее близким из известных технических решений к заявляемому является плазмоэрозионный размыкатель [1].

Известный плазмоэрозионный размыкатель содержит вакуумную камеру, источник питания, подключенный к коаксиальным электродам, систему радиально расположенных плазменных пушек.

Недостатком известного размыкателя является невозможность установления заданного тока срабатывания.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании стабильного и надежного в работе плазмоэрозионного размыкателя.

При осуществлении изобретения может быть получен технический результат, заключающийся в срабатывании плазмоэрозионного размыкателя при заданной силе тока независимо от его формы.

Указанный технический результат достигается за счет того, что плазмоэрозионный размыкатель, содержит вакуумную камеру, источник тока, подключенный к коаксиальным электродам, и систему радиально расположенных плазменных пушек, снабжен шайбой, выполненной из диэлектрического материала и размещенной внутри вакуумной камеры между коаксиальными электродами, в шайбе выполнены радиальные каналы, соосно с плазменными пушками.

Кроме того, каналы в упомянутой диэлектрической шайбе могут быть охвачены проводником.

Существенным отличием заявляемого плазмоэрозионного размыкателя является наличие между коаксиальными электродами шайбы из диэлектрического материала, имеющей радиальные каналы, расположенные соосно с плазменными пушками, что позволяет обеспечить возможность управления величиной заданного тока срабатывания; выполнение радиальных каналов диэлектрической шайбы, охваченными проводником, дополнительно обеспечивает заданные начальные условия в плазме.

Существенность новизны размещения диэлектрической шайбы с радиальными каналами, соосными с плазменными пушками и охваченными проводниками, подтверждаются тем, что в ряде работ аналогичного эффекта пытались достичь, выполняя внутренний цилиндрический электрод с уступом, однако, добиться заданного тока срабатывания не удалось [2].

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 приведен в разрезе общий вид предлагаемого плазмоэрозионного размыкателя.

На фиг. 2 - сечение заявленного размыкателя по А-А.

На фиг. 3 приведен в разрезе общий вид плазмоэрозионного размыкателя, в котором радиальные каналы в диэлектрической шайбе охвачены проводником.

На фиг. 4 приведен в поперечном разрезе общий вид плазмоэрозионного размыкателя, в котором радиальные каналы в диэлектрической шайбе охвачены проводником.

Размыкатель содержит вакуумную камеру 1, коаксиальные электроды 2, радиально расположенные плазменные пушки 3, диэлектрическую шайбу 4 с радиальными каналами 5, источник тока 6 и нагрузку 7. Радиальные каналы в диэлектрической шайбе могут быть охвачены проводником 8.

Заявляемый плазмоэрозионный размыкатель работает следующим образом.

После срабатывания плазменных пушек 3 к коаксиальным электродам 2 подключается источник тока 6. Ток течет по коаксиальным электродам и плазме в радиальных каналах 5 диэлектрической шайбы 4. При достижении током величины, определяемой радиусом канала, плотностью и температурой плазмы, начинается пинчевание плазмы, сопровождающееся резким увеличением индуктивности канала. На возрастающей индуктивности возникает э.д.с., переключающая ток в нагрузку 7 и уменьшающая ток через плазму. Плазма распадается.

Если радиальный канал в диэлектрической шайбе 4 охвачен проводником, то плазменный шнур стабилизирован, не касается стенки радиального канала в диэлектрической шайбе, обеспечивая тем самым заданные начальные условия в плазме.

Таким образом, наличие диэлектрической шайбы с радиальными каналами, охваченными проводником, внутри вакуумной камеры между коаксиальными электродами позволяет обеспечить заданный ток срабатывания.

Применение изобретения позволяет обеспечить срабатывание плазменного размыкателя при предварительно заданной величине тока практически независимо от его формы, за счет пространственного ограничения плазмы каналами в диэлектрической шайбе и стабилизации ее проводниками, охватывающими их. Тем самым повышается стабильность и надежность работы заявляемого устройства, улучшаются его эксплуатационные характеристики. Изобретение дает возможность расширить круг используемых накопителей энергии и расширяет функциональные возможности плазменных прерывателей тока.

Литература:
1. А.с. СССР N 1338774, кл. H 05 H 1/00, опубл. 1988.

2. Абдулин и др. Физика плазмы, 1986, т. 12, N 10, с.1260-1264.

Использование: в электротехнике, в частности в коммутирующих устройствах для выключения импульсных токов. Сущность изобретения: плазмоэрозионный размыкатель содержит вакуумную камеру 1, источник тока 6, подключенный к коаксиальным электродам 2, систему радиально расположенных плазменных пушек 3 и шайбу 4 из диэлектрического материала, имеющую радиальные каналы 5, которые расположены соосно с плазменными пушками. Шайба размещена внутри вакуумной камеры между коаксиальными электродами. Каналы в диэлектрической шайбе 4 могут быть охвачены проводником. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Плазмоэрозионный размыкатель электрического тока, содержащий вакуумную камеру, источник тока, подключенный к коаксиальным электродам, систему радиально расположенных плазменных пушек, отличающийся тем, что он снабжен шайбой, выполненной из диэлектрического материала и размещенной внутри вакуумной камеры между коаксиальными электродами, имеющей радиальные каналы, расположенные соосно с плазменными пушками. 2. Размыкатель по п. 1, отличающийся тем, что каналы в шайбе охвачены проводником.