Наносекундный коммутатор Советский патент 1975 года по МПК H03K17/02 H03K3/53 

1

Изобретеиие относится к области формирования высоковольтных наносекундных импульсов и может применяться в технике получения мощных пучков электронов и -квантов.

По основному авт. св. № 441663 известен наносекундиый коммутатор, содержащий несколько основных и один запускающий разрядник, подключенных параллельно формирующей линии, причем двухэлектродный запускающий разрядник включен на половину полного напряжения, а высоковольтный электрод его соединен через резисторы с дополнительными электродами, встроенными в средние электроды основных разрядников.

С целью уменьшения времени коммутации в предлагаемом коммутаторе средние электроды основных разрядников выполнены в виде пластин с острыми кромками, и коммутатор полностью заполнен жидким диэлектриком.

На чертеже показаи предлагаемый коммутатор.

Коммутатор состоит из нескольких основных разрядников 1 с четырьмя средними электродами 2-5 и одного запускающего разрядника 6. Электроды 7 основных разрядников находятся непосредственно на высоковольтном электроде формирующей линии, а электроды 8 - на заземленном корпусе формирующей лиНИИ. Электроды 9-12 соединены через разделительные сопротивления 13 со средними электродами основных разрядников. Электроды крепятся на диэлектрических держателях 14. Деление напряжения на электродах запускающего и соответственно на электродах основных разрядников емкостное за счет конструктивного выбора размеров пластин и электродов и их местоположения между электродами формирующей линии. Величина сопротивлений Kk определяется из следующего соотнощения:

Rk-Ck l-2 Н сек; где /Си - /fi, , ,

С, Cj, Сз, Q - емкость средних

электродов относительно земли. Основные и запускающий разрядники помещены в трансформаторное масло или воду, которые являются также диэлектриками формирующей линии.

Коммутатор работает следующим образом. При достижении максимального напряжения на высоковольтном электроде 7 формирующей линии срабатывает запускающий разрядник, причем он настраивается таким образом, что момент времени его пробоя опережает момент самопробоя любого из основных разрядников. После пробоя запускающего разрядника потенцпал на средних электродах основпого разряда за время 3-Rh-Cti становится приблизительно равным потенциалу электрода 8. Поле в промежутке 11-12 становится неоднородным и во много раз превышает пробивное. После его пробоя в следующем промежутке 10- 11 также появляется сильное неоднородное поле, так как все напряжение выделяется на сопротивлении R/,, и он пробивается с малым временным запаздыванием под действием многократного перенапряжения. Остальные промежутки срабатывают в аналогичных условиях. Количество пластин п выбирают, исходя из следующего соотношения: fl - н -Бодн где ЕН - пробивная напряженность масла в неоднородном поле, при которой разброс времени пробоя промежутка, равного промежутку между двумя соседними искажающими пластинами, составляет 1-2 нсек; оды - пробивная напряженность масла для однородного поля при соответствующей длительности зарядного импульса и величине межэлектродного зазора в основном разряднике. В случае, если разброс по времени между срабатываниями основных разрядников в коммутаторе больще времени пробега фронта волны от места включения одного из них до соседнего, электрод формирующей линии может быть выполнен с продольными разрезами между местами включения соседних основных разрядников. Длина таких разрезов вдоль электрода формирующей линии определяется скоростью распределения волны в линии и величиной времени разброса (для разброса 2- 3 нсек в линии с диэлектриком - трансформаторным маслом длина разрезов 30-40 см). Это необходимо делать для исключения подсадки напряжения на соседних разрядниках до момента их срабатывания. Предмет изобретения Наносекундный коммутатор по авт. св. 441663, отличающийся тем, что, с целью уменьщения времени коммутации, он заполнен жидким ди:электриком, а средние электроды основных разрядников выполнены в виде пластин с острыми кромками.