Коммутатор Советский патент 1981 года по МПК H03K3/53 

54)

КОММУТАТОР

1

Изобретение относится к области Электротехники, преимущественно высоковольтной импульсной техники.и может быть использовано в установках для формирования высоковох1ътных импульсов напряжения и тока.

Из основного изобретения по авт. св. № 79Cfl59 известен коммутатор, содержа1щй два основных электрода и устройство запуска, выполненное в виде двух металлических пластин, разделент ч изоляционной прокладкой и размещенное между основными электродами. Одна из пластин устройства запуска подсоединена к активному делителю напряжения и заземлена через дополнительный резистор и закорачи.вающий разрядник. Другая пластина находится под плавающим потенциалом. Устройство запуска снабжено несколькими сквозными отверстиями. В данном коммутаторе величина напряжения и 4 на конденсаторе С., образованном металлическими тшастинами.

определяется напряжением между основными электродами U и соотношением емкостей конденсатора и конденсатора , образованного высоковольтным основным электродом и металлической пластиной устройства запуска, находящейся под плавающим потенциалом ly

При конструировании коммутатора соотношение емкостей конденсаторов С.,.j и выбирается таким, чтобы при заданной величине U напряжение U-J 0,8 - 0,9 , где - напряжение перекрытия буртиков изоля1ЩОННОЙ прокладки в одном из отверстий устройства запуска. При срабатывании закорачивающего разрядника величина УЗ удваивается, т.е. устройство запуска срабатывает при перенапряжении в 1,6-1,8 раза.Варьирование первоначального значения U ведет к изменению и напряжения U, что отрицательно сказывается на работе устройства запуска и всего коммутато3 . pa. Так, увеличение U и, следователь но, Uj на 10-15% приводит к неуправляемой работе устройства запуска, так как U / Ъпвр- При уменьшении и снижается и U и величина перенапряжения. Результатом этого является увеличение времени запаздьтания срабатьгаания и устройства запуска и коммутатора. Кроме того, снижается стабильность запуска коммутатора. Целью изобретения является повышение надежности срабатывания комму,татора и расширение диапазона коммутируемых напряжений. Это достигается тем, что коммутатор, состоящий из двух основных электродов и устройства запуска, выполненного в виде двух металш1ческих пластин, разделенных изоляционной прокладкой,и размещенного между основными электродами, причем одна из пластин устройства запуска подсоединена к активному делителю напряжения и заземлена через дополнительный резистор, и закорачивающий разрядник, а другая пластина находится под пла вающим потенциалом, причем устройст .во запуска снабжено несколькими сквозными отверстиями, снабжен допол нитЙ1ьным активным делителем напряженин, к которому подсоединена |,ругая металлическая пластина. При таком выполнении коммутатора до срабатьшания закорачивающего разрядника напряжение на конденсаторе Ci,4 равно нулю, поскольку обе пластины подключены к разным делителям н пряжений в точках, имеюищх одинаковые потенциалы, чем исключается самопроизвольное срабатывание устройст ва запуска (разряд конденсатора С ,j при перекрытии буртиков изоляционной прокладки). После обрабатьшания зако рачивающего разрядника напряжение во растает до значения U/2, т.е. перенапряжение на конденсаторе С,. прак тически может достичь величины, определяемой отношением ..ij . Это обстоятельство позволяет надежно запускать коммутатор при варьировании величины напряжения между основными электродами в пределах (0,50-0,95)Un где Uf,p - пробивное напряжение между основными электродами. На чертеже изображен предлагаемый коммутатор. Коммутатор содержит два основных электрода 1,2 и устройство запуска. 04 вьтолненное в виде двух металлических пластин 3, 4, разделенных изоляционной прокладкой 5. Металлические пластины 3, 4 и изоляционная прокладка 5 снабжены сквозными отверстиями 6. Пластина 4 подсоединена к активному делителю напряжения с резисторами 7 и 8 и одновременно заземлена через дополнительный резистор 9 и закорачиваюш 1й разрядник 10. Резистор 11 выполняет роль разрядного сопротивления. Металлическая пластиш 3 подсоединена к другому активному делителю напряжения с резисторами 12, 13. Коммутатор работает следующим образом. В исходном состоянии напряжение между электродами 1, 2 составляет и, а разность потенциалов между металлическими пластинами 3, 4 равна нулю. Кроме того, соотношение между величинами емкостей конденсаторов C.ij и выбрано таким, чтобы перекрытие по краю изоляционной прокладки в одном из отверстий устройства запуска происхо,цило при незначительной величине напряжения УЗ например, при U Uo,nep стояние по поверхности изоляционной прокладки 5 между пластинами 3 и 4 выбирается меньше в отверстиях, чем на краях. После пуска закорачивающего разрядника 10 потенциал пластины 4 с постоянной времени Т Rg- C,r(R сопротивление резистора 9) принимает значение потенциала земли. С такой же постоянной времени возрастает разность потенциалов между пластинами 3 и 4 и через время,равное f. достигает значения,равного U /(R( Rfu ) . Поскольку выбрано 01 и, то за время,значительно меньше, чем f, напряжение U достигает значения U,,gp и изоляционная прокладка в одном из отверстий перекрывается с малым .временем запаздывания и высокой стабильностью. После этого искровой зазор между электродом I и пластиной 3 оказывается под перенапряжением, пропорциональным отношению (. ° воздействием ультрафиолетовой подсветки от поджигающей искры. В результате этого зазор пробивается также с малым временем запаздывания и разбросом и все напряжение прикладывается к резистору 9. Искровой зазор между