Электромеханический ключ для замыкания разрядных цепей Советский патент 1981 года по МПК H01T15/00 

I

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано для замыкания вы- сокбвольтных, сильноточных разрядных цепей.

Известен электромеханический ключ для замыкания разрядных цепей, содержащий электроды иизолирующую прокладку между ними. Разрушениеизолирукнцей прокладки осуществляется ее прорезанием при движении одного из электродов, при этом движение электрода в виде легко деформируемой пластинки осуществляется под действием взрыва фольги t3

Однако такие ключи ненадежны в эксплуатации и конструктивно сложны изза необходимости хорошей герметизаций взрывной камеры.

Наиболее близким к предлагаемому является электромеханический ключ, содержащий шины прямого и обратного тока, . основную разрядную цепь с механическим ключом в виде режущего

ножа, изолирующей прокладки, замыкающей пластинки, и пусковую цепь с управляемым разрядником и пусковой катушкой. Замыкающая пластинка приводится в движение давлением магнитного поля пусковой катушки при протекании тока в пусковод цепи. Катушка закреплена неподвижно в корпусе с помощью стеклопластикового заполнителя 2 .

10

Однако известное устройство характеризуется значительным электрическим сопротивлением и эрозией электродов электрической дуги из-за недостаточно быстрого прорезания изолирующей

IS прокладки и недостаточно хорошего контакта между замыкающей пластинкой и ножом после замыкания разрядной цепи. Пусковой ток через катушку продолжает течь длительное время и посжле замыкания разрядной цепи, но из-, за диффузии магнитного поля через замыкающую пластинку влияния на контакт практически не оказывает. Это приводит к неоправданно высоким тепл вым и силовым нагрузкам на катушк , Поэтому существенно увеличить скорость движения за1чыкающен пластинки за счет увеличения пускового импульса тока через катушку не удается из-за ее ограниченной прочности. По этой причине не удается эффективно использовать для улучшения контакта электродинамические усилия между токоведутцими частями ключаj так как уменьшение сечения катушки снижает ее прочность. Цель изобретения - повышение быст родействия, надежности и упрощение пусковой цепи. Указанная цель достигается тем, что в известном электромеханическом ключе для замыкания разрядных цепей, содержащем шины прямого и обратного разрядного тока, пусковую цепь с управляемым разрядником и пусковой катушкой, основную разрядную цепь с ме ханическим ключом в виде ножа, изоли рующей прокладки и замыкающей пластинки, последняя установлена с возмо ностью движения под действием магнитного поля пусковой катушки, пуско вая цепь и основная разрядная цепь включены параллельно (что позволяет оборвать ток через пусковую катушку после замыкания ключа и, тем самым, во много раз уменьшить действующие на нее тепловые и механические нагру ки) , при этом пусковая катушка разме щена между замыкающей пластинкой и шиной с обратным разрядным током и выполнена плоской с возможностью перемещения ее витков в направлении, перпендикулярном замыкающей пластинке. Это приводит к увеличению усилия прижатия замыкающей пластинки к ножу во время разряда. Для обеспечения долговечности и малой толщины катушки ее витки могут быть вьшолнены из фольги и изолирова ны лавсановой пленкой. Выполнение ка тушки плоской и с ,подвижШ)Ми витками обеспечивает достижение более высоко го давления магнитного поля в зазоре между катушкой и замыкающей пластинкой и более высокую скорость замьжания, как за счет меньшей величины за зора, так и за счет меньшей индуктивности, -и более высокой скорости нарастания пускового тока.. На фиг. 1 схематично представлен электромеханический ключ, разрез, на 4 фиг. 2 - конструкция катушки, на фиг. 3 - электрическая схема ключа. Электромеханический ключ для замыкания разрядных цепей содержит основную разрядную цепь с механичесКИМ ключом, имеющим нож. I, изолирующую прокладку 2, замыкающую пластинку 3 и пусковую цепь, включающую пусков гю плоскую катушку 4, выполненную из фольги 5, изолированной лавсановой пленкой 6 и управляемый разрядник 7. Катушка 4 выполнена с возможностью перемещения ее витков 5 в направлении, перпендикулярном замыкающей пластинке 3. Элементы механического ключа собираются в узел, удобный для обеспечения контакта ножа 1. замыкающей пластинки 3 с токоведущими шинами прямого разрядного тока 8 и 9, отделенными от токоведущей шины обратного разрядного тока 10 изолятором I1. Замыкающая пластинка 3 установлена с возможностью движения под действием магнитного поля катушки 4.Токоведущие шины 8 и 10 подключаются к нагрузке 12, а 9 и 10 - к источнику энергии, в качестве которого используется конденсаторная батарея 13. Пусковая и основная разрядная цепь включены параллельно. Устройство работает следующим образом. После подачи инициирующего импульса на управляемый разрядник 7 электрическая цепь устройства замыкается и конденсаторная батарея 13 начинает разряжаться через/пусковую катушку 4, управляемый разрядник 7 на нагрузку 12. При протекании импульса тока в катушке 4 витки катушки с противоположным направлением тока (фиг. 2) под действием электродинамических сил отталкиваются друг от друга, в результате катушка 4 деформируется в направлении, перпендикулярном замыкающей пластинке 3. За счет этого сила магнитного давления на пластинку 3 при ее перемещении уменьшается медленнее, чем в известном устройстве, что приводит к увеличению контакта пластинки 3 с ножом 1. Под действием магнитного поля катушки 4 замыкающая пластинка 3 смещается и нож I прорезает изолирующую прокладку 2. Между ножом 1 и замыкающей пластинкой 3 образуется контакт и механический ключ становится обычным проводником. При этом сопротивление его бу5дет на три-четыре порядка меньше сопротивления управляемого разрядника и ток через него быстро прекращается Из фиг. 1, на которой стрелками пока зано направление разрядного тока,, видно, что после прорезания изолирую щей прокладки 2 на замыкающую пластинку 3 действует электродинамическа cилaj прижимающая ее к ножу 1. Эта с ла возрастает с уменьшением расстояния между замыкающей пластинкой 3 и шиной с обратным разрядным током 10. При расстоянии 8-10 мм усилие пр жатуя оказывается достаточным для образования безэрозионного контакта. Такое расстояние обеспечивается за счет выполнения катушки 4 плоской. Формула изобретения 1. Электромеханический ключ для замыкания разрядных цепей, содержащий шины прямого и обратного разрядного тока, пусковую цепь с управляемым разрядником и пусковой катушкой, основную разрядную цепь с механическим КЛЮЧОМ в виде ножа, изолирующей прокладки и замыкающей пластинки, которая установлена с возможностью движения под действием магнитного поля - пусковой катушки, отличающийся тем, что, с целью.noBbmieния быстродействия, надежности и упрощения пусковой цепи, пусковая цепь и основная разрядная цепь включены параллельно, при этом пусковая катушка размещена между замыкающей пластинкой механического ключа и шиной обратного разрядного тока и выполнена плоской с возможностью перемещения ее . витков в направлении, перпендикулярном замыкающей пластинке. 2. Ключ поп. 1, отличающий с я тем, что витки пусковой катушки выполнены из фольги и изолированы лавсановой пленкой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Докопулос. Приборы для научных сследований, 1968, № 5, с. 63-65. 2,Блей и др. Приборы для научных сследований, 1975, № 2, с. 62-65 (прототип).

OУ///////// / /.

7

1 г J

гЬХ

фиг 2