УПРАВЛЯЕМЫЙ ДУГОВОЙ РАЗРЯДНИК Советский патент 1970 года по МПК H01T4/16 H02H9/06 

1 Известны управляемые разрядники для

коммутации импульсных токов В ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ установках, содержащие два разрядных промежутка, импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого вынолнена из двух встречно включенных секций с одииаковым числом ВИТКОВ и со средним выводом, шунтируемых емкостью.

Однако указанные секции включены в коммутирующую цепь параллельно, и в таких разрядниках практически невозможно добиться совершенно одинаковых условий для прохождения В них ТОКОВ, поэтому индуктивность, обусловленная неполной компенсацией магнитных ПОТОКОВ, ВНОСИТ существенный вклад В общую индуктивность разрядника. Кроме того, применение такого разрядника ограничена сравнительно небольшими коммутируемыми напряжениями. Конструирование приборов на более высокие напряжения связано с трудностями, обусловленными противоречивыми требованиями по размещению секций вторичной обмотки трансформатора. Для того, чтобы свести к минимуму индуктивность рассеяния, витки одной секции должны чередоваться с витками второй, но при этом в момент запуска между соседннми витками действует наиряжение, равное напряжению на всей секции, которое тем больше, чем длиннее искровой нромежуток, пробиваемый этим напряж:ением. Усиление мел витковой изоляции ириводит неизбежно к увеличению расстояния между витками, к увеличению индуктивности рассеяния, а следовательно, и к увеличению собственной индуктивности разрядника.

Цель изобретения - уменьшить индуктивность разрядника, вносимую импульсным трансформатором, и повысить коммутируемое напряжение.

Это достигается тем, что основные разрядные промежутки включены в коммутируемую цепь иоследовательно к крайним выводам вторичной обмотки импульсного трансформатора, а общий ВЫВОД указанной обмотки подсоединен к делителю напряжения, включенному параллельно разряднику и имеющему полные сопротивления плеч, пропорциональные электрической прочности соответствующих разрядных промежутков; могут быть предусмотрены дополнительные разрядные промежутки, которые включены в коммутируемую цепь последовательно с вторичными обмотками импульсного трансформатора и основными разрядными промежутками; импульсный трансформатор может иметь несколько дополнительных вторичных обмоток, включенных в коммутируемую цепь последовательно с ОСНОВНЫМИ вторичными обмотками и дополнительными разрядными промежутками, причем дополнительные разрядные промежутки имеют электрическую прочиость, примерно вдвое большую электрической ирочности осиовных разрядиых промежутков, и подключены между выводами вторичиых обмоток импульсиого трансформатора; в нем может быть предусмотрено несколько дополнительных импульсных трансформаторов, вторичные обмотки которых включены в коммутируемую цепь последовательно с вторичными обмотками основного трансформатора и дополнительными разрядными промежутками, причем последние имеют электрическую прочность, примерно вдвое большую электрической прочности основных разрядных промежутков, и подключены между выводами вторичных обмоток доиолнительных импульсных трансформаторов.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого управляемого дугового разрядника; на фиг. 2--то же, с несколькими импульсными трансформаторами; на фиг. 3 - то же, с импульсным трансформатором, имеюгцим несколько вторичных обмоток.

Предлагаемый разрядник состоит из, импульсного трансформатора /, двух примерно равных разрядных промежутков 2 и 3 и делителя напряжения, образованного конденсаторами 4 и резисторами 5. Импульсный трансформатор имеет первичную обмотку 6 и вторичную обмотку, состоящую из двух включенных встречно секции 7 и 5 с одинаковым числом витков.

Величины элементов делителя выбраны так, чтобы напряженность поля в разрядных промежутках при подаче на разрядник коммутируемого напряжения была бы примерно одинакова.

Коммутируемое напряжение подается на выводы 9 и 10.

В исходном положении (при отсутствии управляющего импульса) иапряженность поля в разрядных промен утках примерно одинакова и ниже пробивочного значения. При подаче пускового импульса на первичную обмотку трансформатора на концах вторичной обмотки относительно ее среднего вывода возникают одинаковые по величине и поляриости э.д.с.

Амплитуда запускающего импульса выбирается достаточно большой, для того чтобы происходил уверенный пробой обоих иромежутков. После пробоя промежутков ток течет через включенные последовательно секции вторичной обмотки. Поскольку указанные секции намотаны встречно и имеют одинаковое количество витков, суммарный поток в сердечнике равен нулю. Поэтому часть индуктивности разрядника, вносимая трансформатором, обусловлена только индуктивностью рассеяния между секциями 7 и 8, которая при соответствующем конструктивном выполнении трансформатора может быть сделана достаточно малой.

нии рекомендуется использовать разрядник, содержащий иесколько трансформаторов /, имеющих нервичиые обмотки 6 и вторичные обмотки, состоящие из двух одинаковых секций 7 и 8, включенных встречно. Эти обмотки включеиы последовательно через доиолнительные разрядные промежутки И так, чтобы при запуске разрядиика на электродах дополнительных промежутков возникли э.д.с. иротивоположной полярности. Между средними выводами вторичных обмоток трансформатора 1 включены дополнительиые звенья делителя иапрял ения 12 и 13, состоящие из включенных параллельпо сопротивлений. Для иодключения разрядника в коммутируемую цепь служат выводы 9 и 10. Первичные обмотки трансформаторов известным образом подключены к генератору запускающих имиульсов. Разрядник работает следующим образом. В

прО Межутках между срабатываниями коммутируемое ианряжеиие, приложеиное к выводам 9 и 10, ири помощи делителя нанряжения распределяется между разрядными промежутками 2, 3 и 11. При этом элементы плеч делителя иапряжепия 12, 13 рекомендуется выбирать таким образом, чтобы деление напряжения осуществлялось пропорционально электрической прочиости указаниых промежутков.

При подаче запускающего импульса на первичные обмотки трансформаторов в их вторичных обмотках возникают э.д.с., вызывающие пробой разрядных промежутков. Поскольку импульсные напряжения, действующие ири

этом в промежутках 11, превышают импульсные нанряжения в основных промежутках 2 и 3, рекомендуется дополнительные промежутки 11 выполнять так, чтобы их электрическая прочиость была примерно вдвое больше, чем

электрическая прочиость каждого из основных промежутков. После пробоя промежутков коммутируемый ток протекает через последовательно включенные вторичные обмотки трансформаторов 1. Поскольку каладая из

обмоток состоит из двух одинаковых секций, включенных встречно, суммарный поток в сердечниках трансформатора равен нулю. В результате часть индуктивиости разрядника, вносимая трансформаторами, обусловлена суммой индуктивностей рассеяния между секциями 7 и 5 вторичных обмоток трансформаторов.

Разрядник может содержать один импульсиый трансформатор / с несколькими вторичиыми обмотками, разделенными указанным выше способом на секции 7 и S.

Предмет изобретения

1. Управляемый дуговой разрядник для коммутации больших импульсных токов в высоковольтных установках, содержащий два, примерно равных основных разрядных промежутка, импульсный трансформатор, вторйчная обмотка которого выполнена из двух встречно включенных секций с одинаковым числом витков и с общим выводом, и делитель напряжения, образованный конденсаторами и резисторами, отличающийся тем, что, с целью уменьшения индуктивности, вносимой трансформатором, и новышения коммутируемого напрял ения, основные разрядные промежутки включены в коммутируемую цепь последовательно к крайним выводам вторичной ю обмотки импульсного трансформатора, а общий вывод указанной обмотки подсоединен к делителю напряжения, включенному параллельно разряднику и имеющему полные сопротивления нлеч, пропорциональные элек- is трической прочности соответствующих разрядных промежутков. 2. Разрядник по п. 1, отличающийся тем, что в нем предусмотрены дополнительные 20 разрядные нромежутки, которые включены в коммутируемую цепь последовательно с вторичными обмотками импульсного трансформатора и основными разрядными иромежутками. 5

25 маторов. 3. Разрядник но пп. 1 и 2, отличающийся тем, что импульсный трансформатор имеет несколько дополнительных вторичных обмоток, включенных в коммутируемую цень последовательно с основными вторичными обмотками и доиолнительными разрядными промежутками, иричем дополнительные разрядные нромежутки имеют электрическую прочность, примерно вдвое большую электрической прочности основных разрядных промежутков, и подключены между выводами вторичных обмоток импульсного трансформатора, 4. Разрядник но ни. 1 i 2, отличающийся TQM, что он содерл :ит несколько донолнительных импульсных транформаторов, вторичные обмотки которых включены в коммутируемую цепь последовательно с вторичными обмотками основного трансформатора и дополнительными разрядными нромелсутками, причем последние имеют электрическую прочность, примерно вдвое большую электрической нрочности основных разрядных промен утков, и подключены между выводами вторичных обмоток донолнительных имнульсных трансфор

игЗ