ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ РАЗРЯДНИК-КОММУТАТОР Советский патент 1995 года по МПК H01T9/00 B21D26/12 

Изобретение относится к технике коммутации высоковольтных разрядных цепей генераторов импульсных токов, применяемых, в частности, для питания электрических разрядов в жидкости в различного рода электрогидравлических многоэлектродных установках.

Известен воздушный высоковольтный разрядник - коммутатор для разъединения разрядной цепи в период зарядки конденсаторов и включения конденсаторов к нагрузке при достижении заданного напряжения.

Существенный недостаток этого разрядника - невозможность его использования для многоэлектродных электрогидроимпульсных установок, а также для последовательного включения разрядов с высокой частотой.

Известен высоковольтный разрядник-коммутатор многоконтурных разрядных цепей, содержащий корпус, подводящие и отводящие электроды, расположенные попарно друг против друга с промежутками, между ними, токопроводное тело, закрепленное на диэлектрическом диске, связанном с приводом вращения. При вращении диэлектрического диска токопроводное тело попадает поочередно в один из формирующих промежутков между парами подводящих и отводящих электродов и осуществляет замыкание разрядной цепи. Остальные пары электродов в это время разделяются диэлектрическим диском. При подаче напряжения на все подводящие электроды разряд происходит только на паре тех электродов, между которыми в данный момент находится токопроводное тело. Таким образом, обеспечивается последовательность пробоя воздушных промежутков каждой пары электродов, подача энергии к тому или иному рабочему электроду установки.

Частота срабатывания разрядника регулируется изменением числа оборотов диэлектрического диска и величиной напряжения, задаваемого генератору импульсных токов. Скорость вращения диэлектрического диска подбирается таким образом, чтобы время движения токопроводного тела между соседними парами электродов было равным или немного больше времени зарядки конденсаторной батареи.

Основные недостатки этого разрядника - низкая стабильность коммутации, из-за быстрого движения замыкающего токопроводного тела относительно коммутируемой пары электродов; невысокий ресурс работы и увеличение пробивных потерь из-за эрозии токопроводного тела и электродов.

Цель изобретения - увеличение стабильности коммутации и ресурса работы разрядника.

Указанная цель достигается тем, что в известном высоковольтном разряднике-коммутаторе, содержащим корпус, подводящие и отводящие электроды с промежутком между ними, токопроводящее замыкающее тело, связанное с механизмом его перемещения в междуэлектродном промежутке, токопроводящее тело выполнено Г-образной формы его вертикальное колено снабжено механизмом вращения и размещено соосно с подводящим электродом, а горизонтальное колено перемещающимся вдоль него рабочим наконечником, при этом механизм вращения тела вокруг его вертикального колена снабжен мальтийским крестом и водилом, обеспечивающим прерывистое вращение тела с поочередной его фракцией около каждого подводящего электрода.

На фиг.1 изображен предлагаемый высоковольтный разрядник в вертикальном разрезе; на фиг.2 - в поперечном разрезе.

Высоковольтный разрядник содержит корпус 1, с которым жестко связаны изолированные от него подводящий электрод 2, соединенный кабелем 3 с генератором импульсных токов (на чертеже не показан) и отводящие электроды 4, каждый из которых соединен кабелем 5 с соответствующим ему рабочим электродом установки (на чертеже не показан), токопроводящее тело 6, соединенное с механизмом его вращения 7, имеющим привод 8. Токопроводное тело 6 выполнено Г-образным, имеет возможность вращения вокруг оси вертикального колена. Горизонтальное и вертикальное колена токопроводящего тела 6 снабжены рабочими наконечниками 9, имеющими возможность перемещения с целью регулировки воздушных зазоров между телом и подводящим и отводящими электродами. Механизм вращения 7 токопроводящего тела снабжен мальтийским крестом 10, обеспечивающим прерывистое вращение токопроводящего тела с фиксацией его наложения относительно каждого отводящего электрода.

Разрядник работает следующим образом.

Привод 8 вращает водило механизма вращения 7, которое периодически поворачивает мальтийский крест 10. При этом токопроводное тело 6 поочередно останавливается против каждого из отводящих электродов 4. В течениe этого времени происходит зарядка конденсаторной батареи и напряжение на подводящем электроде 2 повышается. При достижении напряжения, достаточного для пробоя двух воздушных промежутков, между подводящими электродом 2 и токопроводным телом 6, а также между телом 6 и одним из отводящих электродов 4, напротив которого в это время находится наконечник 9, происходит пробой воздушных промежутков и включение конденсаторной батареи на рабочий электрод в жидкости. В момент коммутации электроды разрядника неподвижны, а зазоры минимальны для заданной конструкции разрядника (диаметра наконечников) и приложенного напряжения, что снижает их эрозионный износ.

Частота включения разрядника регулируется изменением числа оборотов вала привода 8 и подбирается в зависимости от времени зарядки конденсаторной батареи.

В сравнении с прототипом количество кабелей между конденсаторной батареей и разрядником при необходимости может быть сведено к минимуму, т.е. к единице.

Так как пробой воздушных промежутков осуществляется при неподвижных электродах, то уменьшается по сравнению с прототипом разброс срабатывания разрядника, повысится его стабильность, исключается возможность зарядки конденсаторной батареи выше заданного значения напряжения, что повышает срок службы генератора в целом. Значительно уменьшается эрозия (обугливание) диэлектрических материалов разрядника, а с учетом уменьшения эрозии электродов, надежность и ресурс его работы значительно выше, чем у прототипа. Упрощена и настройка величины воздушных зазоров между электродами и токопроводным телом, так как для этого достаточно осевого перемещения двух наконечников токопроводного тела.

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ РАЗРЯДНИК-КОММУТАТОР, содержащий корпус, подводящие и отводящие электроды с промежутком между ними, токопроводящее замыкающее тело, связанное с механизмом его перемещения в междуэлектродном промежутке, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности и ресурса работы, токопроводящее тело выполнено Г-образной формы, так что его вертикальное колено снабжено механизмом вращения и размещено соосно с подводящим электродом, а горизонтальное колено снабжено перемещением вдоль него рабочим наконечником, при этом механизм вращения тела вокруг его вертикального колена снабжен мальтийским крестом и водилом, обеспечивающим прерывистое вращение тела с поочередной его фиксацией около каждого отводящего электрода.