Многозазорный разрядник Советский патент 1992 года по МПК H01T2/02 

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники и может быть использовано, например, в высоковольтных генераторах импульсных напряжений и токов.

Известны многозазорные управляемые разрядники, содержащие ряд последовательно расположенных основных электродов с омическим делителем для равномерного распределения рабочего напряжения в статическом режиме зарядки по основным электродам, управляющий электрод, выполненный в виде цилиндрического стержня, соединенный с промежуточными основными электродами с помощью поперечника емкостей, и запускающий генератор, подключенный между одним из крайних основных электродов и соответствующим концом управляющего электрода.

Недостатками разрядников этого типа являются невозможность повышения частоты следования разрядов из-за их небольшой импульсной электрической прочности, а также сложность изоляционных конструкций.

Наиболее близким из известнь хтехни- ческих решений к данному предложению является многозазорный разрядник, содержащий ряд последовательно расположенных основных электродов с омическим делителем напряжения, укрепленных на изоляторе, в теле которого расположен протяженный управляющий электрод,-выполненный в виде цепочки последовательно соединенных управляющих конденсаторов, соединенный с промежуточными основными электродами с помощью поперечных емкостей, распределенных в теле изолятора, и запускающий генератор, подключенный к крайнему основному электроду и соответствующему концу управляющего электрода

В данном разряднике емкости управляющих конденсаторов выбираются во много раз больше поперечных емкостей, которые в свою очередь во много раз больше межэлектродных емкостей основных электродов. Поэтому в режиме резкого нарастания импульсного зарядного напряжения на основных электродах не обеспечивается его равномерное распределение по промежут ч|

о

ю

кам. Зарядный импульс практически полностью прикладывается к крайнему искровому промежутку и может вызвать его пробой. Возникают неуправляемые пробои в режиме заряда. Разрядник с повышением часто- ты следования разрядных импульсов становится неуправляемым,

Цель изобретения - повышение надежности работы в частотном режиме путем исключения неуправляемых срабатываний на фронте импульса рабочего напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в многозазорном разряднике, содержащем ряд последовательно расположенных основных электродов с омическим делителем напряжения, закрепленных на полом изоляционном цилиндре, управляющую цепочку, выполненную в виде последовательно включенных емкостных элементов, общие точки которых подключены к промежуточ- ным основным электродам с помощью рас- пределенных в теле указанного изоляционного цилиндра конденсаторов конструктивной поперечной емкости, которая выбрана большей геометрической емко- сти промежутков между основными электродами, и запускающий генератор, подключенный между одним из крайних основных электродоя и соответствующим крайним выводом управляющей цепочки, другой крайний вывод которой подключен к другому крайнему основному электроду через элемент связи, в качестве емкостных элементов управляющей цепочки выбраны вспомогательные искровые промежутки, образованные рядом последовательно расположенных снаружи указанного изоляционного цилиндра вспомогательных электродов, причем основные электроды расположены внутри указанного мзоляци- онного цилиндра, в качестве указанного элемента связи выбран дополнительно введенный конденсатор поперечной емкости, а геометрические емкости вспомогательных искровых промежутков выбраны меньшими емкостей конденсаторов конструктивной поперечной емкости.

Выполнение управляющего электрода в виде цепочки последовательно соединенных вспомогательных электродов м меж- электродными емкостями значительно меньшими поперечных емкостей позволяет обеспечить равномерное распределение импульсного зарядного напряжения по основным промежуткам и прохождение через него только поджигающего импульса.

На фиг. 1 показано конструктивное выполнение разрядника; на фиг, 2 - подпружи- ненное кольцо крепления основного электрода; ча фиг.З - кольцо крепления

вспомогательного электрода; на фиг. 4 - ди- станционирующая втулка; на фиг, 5 - электрическая схема замещения разрядника.

Многозазорный разрядник содержит ряд последовательно расположенных основных электродов 1. Основные электроды зашунтированы резисторами 2, например типа КЭВ, высокоомного делителя напряжения. Основные электроды и высокоомный делитель расположены в изоляционном цилиндре 3. Основные электроды крепятся к цилиндру с помощью подпружиненных колец 4. Шунтирующие сопротивления 2 в сборке с дистанционирующими втулками 5 и металлическими дисками 6 устанавливаются в изоляционном цилиндре 3, С помощью дистанционирующих втулок выставляются основные искровые промежутки. Вспомогательные электроды 7 крепятся на изоляционном цилиндре 3 с помощь о металлических колец 8, которые вместе с, подпружиненными кольцами 4 образуют поперечные емкости 9. Запускающий генератор 10 подключен к одному концу управляющего электрода и к соответствующему крайнему основному электроду. Основные и вспомогательные электроды продуваются потоком воздуха.

Как один из вариантов исполнения мно- гоззэорный частотный разрядник может быть выполнен следующим образом. Основные электроды 1 могут быть расположены в изоляционном цилиндре 3, вспомогательные электроды 7 - из его поверхности, а поперечные емкости 9 при этом образуются с помощью изоляционного цилиндра 3 и металлических колец для крепления основных и вспомогательных электродов,

Многоразовый разрядник работает следующим образом.

При подаче на разрядник рабочего импульсного напряжения оно равномерно распределяется по основным промежуткам. Величина этого напряжения значительно ниже статического пробивного всего разрядника. Вспомогательные промежутки не включаются в зарядном режиме. Для запуска разрядника на цепочку вспомогательных электродов 7 от запускающего енераюра 10 подается с определенной частотой серия импульсов напряжения, амплитуда которых больше статического разрядного основного и вспомогательного поомежутков. Так как поперечные емкости 9 во много раз больше межэлектродных емкостей 11 и 12 основных и вспомогательных искровых промежутков, то импульс запускающего напряжения практически полностью прикладывается к крайним основному и вспомогательному промежуткам. После

пробоя этих двух промежутков импульс напряжения прикладывается к следующей паре промежутков - основному и вспомогательному. Этот процесс продолжается до тех пор, пока импульс рабочего на- пряжения не пробьет оставшиеся рабочие промежутки. На изоляцию поперечных емкостей 9 воздействует только импульс напряжения от запускающего напряжения.

Применение изобретения позволяет ис- пользовать данный разрядник как для работы при одиночных импульсах, так и при высоких частотах их следования,

Формулаизобретения

Многозазорный разрядник, содержащий ряд последовательно расположенных основных электродов с омическим делителем напряжения, закрепленных на полом изоляционном цилиндре, управляющую це- почку из последовательно включенных емкостных элементов, общие точки которых подключены к промежуточным основным электродам с помощью распределенных в теле изоляционного цилиндра конденсато- ров конструктивной поперечной емкости,

9Ъг.

которая выбрана большей геометрической емкости промежутков между основными электродами, и запускающий генератор, подключенный между одним из крайних основных электродов и соответствующим крайним выводом управляющей цепочки, другой крайний вывод которой подключен к другому крайнему основному электроду через элемент связи, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в частотном режиме путем исключения неуправляемых срабатываний на фронте импульса рабочего напряжения, в качестве емкостных элементов управляющей цепочки выбраны вспомогательные искровые промежутки, образованные рядом последовательно распо- ложечных снаружи изоляционного цилиндра вспомогательных электродов, причем основные электроды расположены внутри изоляционного цилиндра, в качестве элемента связи выбран дополнительно введенный конденсатор поперечной емкости, а геометрические емкости вспомогательных искровых промежутков выбраны меньшими емкостей конденсаторов конструктивной поперечной емкости.

72

Использование: в высоковольтных генераторах импульсных напряжений и токов. Сущность: внутри изоляционного цилиндра установлены последовательно расположенные основные электроды, а снаружи изоляционного цилиндра - последовательно расположенные вспомогательные электроды, образующие вспомогательные искровые промежутки управляющей цепочки, геометрические емкости которых выбраны меньше емкостей конденсаторов конструктивной поперечной емкости. 5 ил.