Вращающийся разрядник Советский патент 1985 года по МПК H01T7/00 

I1 Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к конструкциям вращающихся разрядников, и может быть использовано для коммутации предварительно заряженных конденсаторных батарей. Известен вращающийся разрядник, содержащий токопроводящий вращающийся электрододержатель в виде цилиндра с электродами на его наружной боковой поверхности и неподвижный элек трододержатель с электродами, расположённый параллельно образующей указанного электрододержателя tl. Недостатком этогЬ разрядника явля ется малая крутизна фронта формируемого импульса, обусловленная большой индуктивностью разрядника. Наиболее близким к изобретению техническим решением является вращаю щийся разрядник, содержащий два неподвижных основных электрода, соединенных .с токоподводящими клеммами, и управляющий электрод, выполненный в виде цилиндра, связанного с приводом вращения относительно своей геометрической оси С2. .Недостатками известного разрядника являются малая крутизна формируемого импульса из-за большой индуктив .ности разрядника и низкая стабильность высокочастотного срабатывания, обусловленная большим временем восстановления электрической прочности, что связано с большим временем горения электрической дуги. Цель изобретения - увеличение крутизны фронта формируемого импульса. Цель достигается тем, что во вращающемся разряднике, содержащем два неподвижных основных электрода, соединенных с токоподводящими клеммами, и управляющий электрод, вьшолненный в виде цилиндра, связанного с приводом вращения относительно своей геометрической оси, основные электроды выполнены в виде протяженных брусьев а их подключение к токоподводящим клеммам выполнено через дополнительно введенные тоководы, выполненные в виде секторов полого цилиндра, рас положенных симметрично относительно его продольной плоскости симметрии. управлякнции электрод расположен соос но с указанными тоководами, вьтолнен ными каждый с продольной отбортовкой для подключения к соответствующей то коподводящей клемме, основные элек612троды расположены вдоль образующих соответствующих тоководов на их поверхностях, обращенных к управляющему электроду, на краях, противоположных указанным отбортовкам, управляющий электрод выполнен с расположенными вдоль его образующих разрядообразующими выступами на боковой поверхности, обращенной к указанным тоководам, причем участки поверхности управляющего электрода между разрядообразующими выступами и поверхности тоководов, обращенные к управляющему электроду, покрыты дополнительно введенным диэлектриком. Кроме того, с целью повышения частоты коммутации предлагается разрядник снабдить дугогасителем, вьтолненным в виде ряда токопроводящих и диэлектрических Пластин, расположенных радиально по отношению к управляющему электроду в зазоре между основными электродами, так, что в направлении вращения управляющего электрода вначале расположены токопроводящие, а затем диэлектрические пластины, а токопроводящие пластины подключены к промежуточным выводам дополнительно введенного делителя напряжения, подключенного между основными электродами . На чертеже изображен вращающийся разрядник с дугогасителем, поперечный разрез. Разрядник содержит два токовода 1 и 2, выполненных; в секторов полого цилиндра, расположенных симметрично относительно его продольной плоскости симметрии. Вдоль образующих цилиндра на краях тоководов установлены основные электроды 3 и 4, выполненные в виде брусьев. С других краев тоководы.выполнены с продольными отбортовками 5 и 6. Внутри тоководов коаксиально с ними установлен управлякиций электрод 7, выполненньш в виде цилиндра с разрядообразуклцими выступами 8-13. Тоководы изолированы друг от друга диэлектриком 14. Между основными электродами установлен дугогаситель 15. Отбортовки подключены к токоиодводящим клеммам 16 и 17, имеющим нулевой и высокий потенциалы соответственно. Внутри управлякнцего электрода 7 неподвижно установлен скользящий контакт 18, подпружиненный к поверхности электрода 7 и соединенный с одним из выводов блока 19 поджига. J Участки между выступами 8-13 на управляющем электроде 7 покрыты слое диэлектрика 20. Основные электроды 3 и 4 выполнены сменными из тугоплавко го материала. Длины основных электро дов и выступов одинаковы и равны длине тоководов и управляющего электрода. Профиль поперечного сечения основных электродов может быть разным: полукруг, прямоугольник, квадрат и т.д. Поперечный размер электрода с низким (нулевым) потенциалом больше аналогичного размера электрода с большим потенциалом. Дугогаситель 15 состоит из ряда радиально расположенных металлических пластин 21 и такого же ряда диэлектрических пластин 22, Все металлические пластины подключены к промежуточным точкам делителя напряжения, состоящего из резисторов 23, и каждая пластина имеет свой определенный потенциал, причем самый большой потенциал имеет пластина, расположенная ближе к высоковольтному основному электроду, потенциалы же остальных пластин убывают от пластины к пластине в направ лении к диэлектрическим пластинам 22. Крайние выводы делителя соединены с тоководами 1 и 2. Резисторы 23 делителя образуют последовательную .электрическую цепь. Цель выполнения дугогасителя 15 из металлических 21 и диэлектрических 22 пластин состоит в том, что металлические пластины способствуют быстрому дугогашению, а диэлектрические пластины препятствую перекрытию промежутка между основным электродами через эти металлические пластины. Дугогаситель выполнен с возможностью подачи через щели между пластинами какого-либо газа или, что еще эффективнее с точки зрения умень шения времени деионизации среды искрового промежутка, с возможностью отсоса ионизированной среды наружу. Расстояние между основными электродами может меняться в широких пре делах. Чем ближе будут расположены эти электроды, тем больше частота коммутации. Разрядник работает следующим обра зом. К клеммам 16 и 17 приложено рабочее напряжение, которое приложено через тоководы 1 и 2 к электродам 3 и 4 и pacпpeдeJfeнo с помощью делителя напряжения из резисторов 23 614 между металлическими пластинами 21 i дугогасителя 15, Управляющей электрод 7 с выступами 8-13 находится во вращающемся состоянии (от привода), Когда какие-либо два соседних выступа, например 11 и 12, оказываются напротив основных электродов, производится запуск разрядника путем подачи импульса напряжения от блока 19 поджига на контакт 7 и основной электрод 3. При этом в первоначальньй момент разрядный ток проходит по пути: основной электрод 4 - выступ 12 - выступ 11 - основной электрод 3, В следующий момент времени по мере движения выступа 12 он оказьтается под ближайшер (крайней) металлической пластиной и разрядный ток пойдет по пути: основной электрод 4 - ближайшая металлическая пластина 21 - выступ 11 - основной электрод 3. Промежуток между электродом 4 и ближайшей, (крайней) металлической пластиной 21, будет закорочен плазмой дуги. По мере движения выступа 12 раз- ряд будет происходить через все металлические пластины и разрядный путь тока будет следующим: электрод 4 крайняя к электроду 4 металлическая пластина - следующие металлические пластины - последняя металлическая пластина - выступ 12. Таким образом, разрядный промежуток будет состоять из искровых промежутков и многозазор- ного промежутка между металлическими пластинами. Это позволяет, кроме принципа дугогашения, использовать металлические пластины как многозазорный разрядник, а именно его способность к более быстрому восстановлению электрической прочности промежутка. После пробоя промежутка по приведенному пути ток будет протекать по контуру, образованному тоководами 1 и 2 и управляющим электродом 7. (Путь протекания тока на чертеже показан стрелками), Некоторая часть тока попадет по кратчайшему пути от выступа 12 к выступу 11. Это на характеристики и работу разрядника окажет только положительное воздействие, в этом случае ток будет проходить по двум параллельным путям, что еще больше уменьшает индуктивность разрядника, кроме того, способствует дугогашению. При большой ширине разрядника и алом расстоянии мезвду токопроводя

1. ВРАЩАКИЦИЙСЯ РАЗРЯДНИК, содержащий два неподвижных основных электрода, соединенных с токоподводя- щими клеммами, и управляющий элек трод, выполненный в виде цилиндра, связанного с приводом вращения относительно своей геометрической оси, отличающийс я тем, что, с целью увеличения крутизны фронта формируемого импульса, основные электроды вьтолнены в виде протяженных брусьев, а их подключение к токоподводящим клеммам выполнено через дополнительно введенные тоководы, выполненные в виде ;екторов полого цилиндра, расположенных - симметрично относительно его продольной плоскости симметрии, управляющий электрод расположен соосно с указанными тоководами, выполненными каждьй с продольной отбор- товкой для подключения к соответствующей токоподводящей клемме, основные электроды расположены вдоль образующих тоководов на их поверхностях, обращенных к управляющему электроду, на краях, противоположньрс указанным отбортовкам, управляювщй электрод выполнен с расположенными вдоль его образующих разрядообразующими выступами на боковой поверхности, обращенной к указанным тоководам, причем участки поверхности управляющего электрода между разрядообразующими выступами и поверхности тоководов, обращенные к управляющему электроду, покрыты дополнительно введенным диэлектриком. (Л 2. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения частоты коммутации, он снабжен .дугогасителем,, вьтолненным в виде ряда токопроводящих }i диэлектрических пластин, расположенных радиально по отношению к управляющему электроду в зазоре между основными электродами так, что в направлении вращения управляющего электрода вначале расположены токопроводящие, а а затем диэлектрические пластины, а токопроводящие пластины подключены к промежуточным выводам дополнительно введенного делителя напряжения, подключенного меяоду основными электродами .