Многоканальный разрядник Советский патент 1986 года по МПК H01T14/00 

2. Разрядник по п.1, отличающийся, тем, что с целью расширения диапазона управляемого срабатьшания разрядника по напряжению, в указанную цепочку последовательно включен, дополнительно введенный дроссель насыщения с обмоткой размагничивания, к которой подключен дополнительно введенный источник тоjca.

Г. МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РАЗРЯДН содержащий противостоящие высоко-, вольтный электрод с расположенными на нем вспомогательными электродам и заземленный электрод с отверстия в которых установлены поджигающие электрода,.подключенные к заземленному электроду через резисторы, пусковые конденсаторы, одни 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 элeк тродами, к которой подаслючен зарядный источник импульсного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности многоканального срабатывания, общая точка пусковых конденсаторов подключена к высоковольтному выводу источника импульсного напряжения через цепочку последовательно соединенных дополнительно введенных, резистора и диода.

Изобретение относится к высоковольной импульсной технике и предназ начено для коммутации энергии импульсно-заряжаемых формирующих линий в наносекундном диапазоне,

Известен многоканальный разрядник содержащий сплощной высоковольтный электрод и противостоящий заземленный электрод с поджигающими электродами, установленными в отверстиях заземленного электрода. Наиболее близким из известных технических решений к изобретению является многоканальный разрядник, содержащий противостоящие высоковольтный электрод с расположенными на нем вспомогательными электродами и заземленный электрод с отверстиями, в которых установлены поджигающие электроды, 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 коммутатору 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./ .

В таком разряднике пробой промежутков , образованных заземленным электродом с отверстиями и поджигающими электродами, происходит при разряде соответствующи с пусковых конденсаторов, заряженных до напряжения, близкого к напряжению срабатьюания пускового коммутатора. Стабильность срабатьгоания поджигающих промежутков, а следовательно, и надежность многоканального срабатьшания определяются в этом слзгаае стабильностью срабатывания пускового коммутатора. При этом до момента срабатьшания поджигающих промежутков в искровых каналах разрядника отсутствует перенапряжение, что приводит к большому разбросу, срабатывания отдельных каналов один относительно другого.

Целью изобретения является повьшение быстродействия и надежности многоканального срабатьшания.

Это достигается тем, что в известfioM. многоканальном разряднике, содердсащем противостоящие высоковольтный электрод с расположенными на нем вспомогательными электродами и заземленный электрод с отверстиями, в ко,торых установлены поджигающие элек;троды, подключенные к заземленному электроду через резисторы, пусковые конденсаторы, одни из обкладок которых подключены к соответствующим поджигающим электродам, а другие обк.ладки - к заземленному электроду через общий пусковой коммутатор, и формирующую линию, подключенного между высоковольтным и заземленным электродами, к которой подключен зарядный

источник импульсного напряжения, общая точка пусковых конденсаторов подключена к высоковольтному вьшоду источника импульсного напряжения через цепочку последовательно соединенных дополнительно введенных резистора и

диода.

Кроме того, с целью расширения диапазона управляемого срабатьтания

40 разрядника по напряжению в указанную цепочку последовательно включен дополнительно введенный дроссель насыщения с обмоткой размагничивания, к которой подключен дополнительно вве45 Ц&ннь1й источник тока. На фиг.1 представлена принципиаль ная электрическая схема разрядника; на фиг.2 - эпюры изменения тока и напряжения в нем; на фиг.3-5 - схемы распределения эквипотенциальных линий электрического поля в зазоре раз рядника, соответственно в исходном состоянии разрядника (когда пусковые конденсаторы предварительно заряжены) , при дополнительном подзаряде конденсаторов от источника импульсного напряжения и после срабатьшания пускового коммутатора. Разрядник состоит из сплошного высоковольтного электрода 1 с расположенными на нем вспомогательными электродами 2, противоположно расположенным заземленным электродом 3, на котором вьшолнены 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 фор мирующая линия 10 и нагрузка 1 1 . Формирующая линия подключена к зарядному импульсному источнику напряжения, например к модулятору, с выходным импульсньпу трансформатором 12, с емкостным накопителем 13 энергии и тиристором 14. Выход импульсного трансформатора 12 через резистор 15, диод 16, дроссель 17 насьпцения с обмоткой размагничивания, подключенной к источнику 18 тока, подключен к общей точке пусковьпс конден саторов 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 кон денсаторы 8 заряжены от источника 20 до некоторого.уровня напряжения, меньшего величины срабатывания пуско вого коммутатора 9, Накопитель 13 энергии заряжен до требуемого напряжения. С приходом управляющего импульса на тиристор 14 последний открьшается, и накопитель 13 энергии начинает разряжаться через повышающий импульсный трансформатор 12 и заряжает формирующую линию 10. В момент времени, когда напряжение на формирующей линии 10 достигнет напря жения зарядов пусковых конденсаторов 8, открьгоается диод 16 и пусковые конденсаторы 8 начинают дополнительно заряжаться через резистор 15 и резисторы 7. Под действием тока заряда конденсаторов 8 на резисторах 7 возникает напряжение, которое прикладьшается к поджигающим электродам 5. При этом для эффективной работы разрядника необходимо, чтобы электроды 5 были расположены несколько ближе к вспомогательным электродам 2, чем выступы заземленного электрода с отверстиями 4, а также величина кольцевого зазора между поджигающими злектродами 5 и стенками выступов 4 была достаточно большой с целью исключения самопробоя отверстий, соответствующих этому промежутку, под действием напряжения резисторов 7. За счет того, что к поджигающим электродам 5 прикладьгаается напряжение той же полярности, что и к высоковольтному 1 и вспомогательным 2 электродам, напряжение самопробоя многоканального коммутатора увеличивается. Этот процесс показан на фиг,3 и фиг.4. На фиг.3 эквипотенциальные линии сгущаются у поджигающе- , го электрода 5, ив этом месте наблюдается наибольшая напряженность электрического поля, а на фиг.4 - когда к поджигающему электроду 5 приложено напряжение резисторов 7, например, равное 20% напряжения заряда формирующей линии 10, напряженность электрического поля у поджигающего электрода 5 значительно уменьшается, и возможен дальнейший рост напряжения на разряднике по сравнению с первым случаем. При достижении напряжения на многоканальном коммутаторе и пусковом коммутаторе 9, близкого к напряжению самопробоя, подается импульс на поджиг коммутатора-9, Он пробивается и подключает общую точку пусковых конденсаторов 8 на землю. При этом все напряжение конденсаторов прикладьшается к резисторам 7, а онс

510

к поджигающим электродам 5. При этом на поджигающем электроде 5 изменяется полярность напряжения и увеличивается его амплитудное значение (см. фиг.5). Это вызьгоает перенапряжение в поджигающем промежутке (электрод 5 - выступ 4) и в промежутке каждого канала многоканального разрядника (электрод 5 - электрод 2). Пробой поджигающего промежутка создает плазму и обеспечивает ультрафиолетовую подсветку, что позволяет пробиться всем каналам многоканального разрядтгка с большим быстродействием. Дроссели, образованные выступами 4 с отверстиями, охваченными ферромагнитными сердечниками 6, задержат снижение напряжения на отдельном канале, раньше включившимся, до срабатьюания всех каналов многоканального разрядника.

В принципе, источник 20 напряжения может отсутствовать, в этом случае регулирование величины напряжения на пусковых конденсаторах 8 возможно путем изменения величины резистора 15, что при высоком напряжении и значительных импульсных токах за8006

труднительно. Более экономично это можно сделать, используя дроссель насьщения с обмоткой- размагничивания. В этом слзгчае, регулируя ток подмаг,; ничивания сердечника дросселя насыщения, 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, соединяюt5 щей общую точку пусковых конденсаторов и высоковольтный вьшод импульсного источника напряжения для заряда формирующей линии, позволяет увеличить напряжение мамопробоя каналов 20 многоканального разрядника, а в момент подачи запускающего импульса позволяет иметь существенные перенапряжения в каналах, что обеспечивает повьппение быстродействия и надежности многоканального срабатывания и является необходимым условием коммутации больших токов в частном режиме работы устройства.

f

ГГ. J-2