Управляемый высоковольтный разрядник Советский патент 1991 года по МПК H01T1/20 H01T2/00 

1

(21)4427886/07 (22) 23.05.88 (46)07.04.91. Бюл № 13

(71)Харьковский политехнический институт им. В. И. Ленина

(72)В. Д. Беспалов, В. В. Леденев и Л А. Ка- цызная

(53)621.316.933(088.8)

(56) Техника больших импульсных токов и магнитных полей./ Под ред В. С. Комелько- ва - М.: Атомиздат, 1970, с. 472. Авторское свидетельство СССР № 502435, кл. Н 01 Т 7/00, 1973.

(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ РАЗРЯДНИК

(57) Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике. Цель изобретения - упрощение конструкции, расширение области применения и повышение надежности срабатывания в частотном режиме За счет использования жидкости в качестве инициатора, подаваемого капельным дозатором в горизонтально расположений искровой промежуток поперек силовым линиям электрического поля, облегчаются условия инициирования пробоя, а также происходит самоочищение разрядника без применения продувки. 1 ил

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано в различных электрофизических установках для получения плазмы, создания сильных импульсных магнитных полей для научных и технологических целей, в высоковольтных испытательных установках.

Цель изобретения - упрощение конструкции, расширение области применения и повышение надежности срабатывания в частотном режиме.

На чертеже представлена принципиальная схема управляемого высоковольтного разрядника.

Разрядник содержит два электрода 1 и 2 произвольной формы, сосуд 3 с капельным дозатором 4. Сосуд 3 выполнен инициатором, в качестве которого использована жидкость 5. Электроды 1 и 2 образуют горизонтальный искровой промежуток в газе, который подключен к источнику 6 высокого напряжения и нагрузке 7

Разрядник работает следующим образом

При подаче высокого напряжения на разрядный промежуток, образованный электродами 1 и 2 произвольной формы, напряженность электрического поля в промежутке не достигает значения проЬив- ной, так как электроды удалены друг от друга на расстояние, исключающее пробой. При открывании капельного дозатора 4 из сосуда 3 вытекает капля жидкости 5. Попадая в разрядный промежуток, капля жидкости поляризуется и искажает электрическое поле в промежутке Напряженность электрического поля становится выше пробивной и происходит пробой разрядного промежутка. Кроме того, имеет место еще один эффект, облегчающий пробой Основные электроды и капля образуют двухза- зорный разрядник, суммарный воздушный зазор которого уменьшается по сравнению с исходным (в предельном случае капля во(Л

С

о 1 о VJ о

Јь

обще перекорачивает разрядный промежуток).

Жидкость 5 может быть как чисто диэлектрической (например, глицерин), так и чисто проводящей (например, ртуть или электролит).

Таким образом, в случае чисто диэлектрической жидкости 5 механизм пробоя обусловлен искажением поля а промежутке вследствие поляризации капли. В случае очень малых промежутков (зазор меньше диаметра капли) возможен пробой по поверхности, перекрывающей промежуток капли, происходящей при пониженных, по сравнению с пробивным, значениях напря- женности электрического поля. 8 случае хорошо проводящей жидкости 5 условия пробоя разрядного промежутка также облегчаются за счет разделения его на два последовательно включенных зазора.

Оптимальным (самым простым, дешевым и экологически чистым) вариантом жидкости является водопроводная техническая вода. Капля такой воды в электрическом поле поляризуется, но, с другой стороны, эта вода является, хотя и плохим, проводником. Таким образом, в данном случае будут иметь место оба указанных выше механизма пробоя искрового промежутка.

Регулируя с помощью капельного дозато- ра частоту подачи капель в разрядный промежуток, можно обеспечить соответствующую (достаточно высокую) частоту срабатывания разрядника, что особенно важно, например, при испытаниях высоковольтных импульс- ных конденсаторов на ресурс.

В предлагаемом разряднике по сравнению с известным . упрощается и удешевляется конструкция за счет отсутствия сложной системы, обеспечивающей внесение проводящего тела в разрядный промежуток, уменьшаются габариты коммутатора.

Использованный в данном разряднике способ инициации разряда каплями жидкости применим в разрядниках с очень малым искровым зазором (v1 мм), что практически невозможно для системы запуска с вращающимся диском.

Кроме того, микрочастицы жидкости, оседая после разряда, уносят с собой продукты горения дуги и тем самым способствуют самоочищению разрядника без применения продувки, что также способствует повышению надежности работы разрядника в частотном режиме.

Формула изобретения

Управляемый высоковольтный разрядник, содержащий два электрода, образующих искровой промежуток в газе, и систему запуска, выполненную в виде инициатора с механизмом его подачи в разрядный промежуток поперек силовых линий электрического поляч, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, расширения области применения и повышения надежности срабатывания в частотном режиме, в качестве инициатора использована жидкость, запускаемый искровой промежуток расположен горизонтально, а механизм по - дачи инициатора в искровой промежуток выполнен в виде сосуда с капельным дозатором, расположенного над запускаемым искровым промежутком.