Управляемый многоканальный разрядник Советский патент 1983 года по МПК H01T3/00 

(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РАЗРЯДНИК

1 .

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано для коммутаций токов в мощных накопителях энергии.

Известен многоканальный разрядник, содержащий противостоящие сплошной электрод и электрод с отверстиями, в которых установлены поджигающие электроды, подключенные к электроду с отверстиями через резисторы и последе IQ вательно включенные конденсаторы, стартовый коммутатор и вспомогательные электроды, образующие искровые промежутки с электродом сотверстиями, расположенные напротив поджигаю.щих элек- ts тродов и электрически соединенные со сплошным электродом при помощи проводников, охваченных ферромагнитными сердечниками, причем через пары ферромагнитных сердечников пропущены пере- 20 крещенные короткозамкнутые витки С1 .

Недостат1 ом этого разрядника является то, что при пробое одного из искровых промежутков, наводимая на вспомогательных электродах ЭДС, увеличивает электрическое поле на одних промежутках и одновременно уменьшает его на других, что снижает вероятность срабатьшания всех искровых промежутков.

Наиболее близким к предлагаемому по техн гчсескому решению ясвляется управ ляемый многоканальный разрядник, содержащий противостоящие сплошной электрод и электрод с отверстиями, расположенными по окружности и в центре этой окружности, поджигающие электроды, уотановленные в указанных отверстиях, и вспомогательные электроды, размещенные в зазоре между сплощным электродом и электродом с отверстиями напротив поджигающих электродов и электрически соединенные со сплошным электродом с помощью проводников, охваченных ферромагнитными сердечниками,. причем через сердечник центрального вспомогательного электрода и сердечники остальных вспомогательных электродов пропущены

ерекрещенные короткозамкнутые обмоти fS .

В известном разраднике одновреме о могут пробиваться не более двух ко- кровых лрОмежут1сов, расположенных по 5 окружности. Это объясняется тем, что и&-за статистической природы вольт-секундных характеристик искровых промежутков после пробоя центрального искрового промежутка пробьются один- , 0 два искровых промежутка, расположенных по окружности. При этом величш1а перенапряжения на оставшихся в пробитых промежутках прямо пропорциональная разости скоростей нарастания токов в про- 15 битых искровых промежутках резко падает, что приводит к снижению вероятности пробоя остальных промежутков. и, следовательно, к уменьшению пропускной способности разрядника по току.20

В разряднике промежуток между центральным вспомогательным электродом и электродом с отверстиями пробивается первым. Это достигается путем выдвижения центрального поджигающего элек- 25 трода над поверхностью электрода с отверстиями, и следовательно, вследствие усиления искажения электрического поля в этом промежутке. Однако в этом случае затрудняется регулировка поджи- зо га, так как если вьщвинуть центральный поджигающий электрод на небольшую величину, то центральный промежуток пробивается не стабильно, а если выдвинуть его на большую величину - раэ-jj рядник может начать работать с самопробоем.

Цель изобретения - увеличение пропускной способности разрядника по току путем поБьпиения надежности многоканаль- ного срабатывания.

Поставленная цель достигается тем, что в управляемом многоканальном ра -ряднике, содержащем противостоящие сплошной электрод и электрод с отверс- 5 тиями, расположенными по окружности И в центре этой окружности, поджигающие электроды, установленные в указанных отверстиях и вспомогательные электроды, размещенные в зазоре между50 сплошным электродом и электррдом с отверстиями напротив поджигающих электродов и электрически соединенные со сплошным электродом с помощью проводников, охваченных ферромагнитны- 55 ми сердечниками, причем через сердечник центрального вспомогательного элек.тррда и сердечники остальных вспомогательных электродов пропущены эрекрещенные короткозамкнутые обмогки, ферромагнитный сердечник центрального вспомогательного электрода выполнен в ввде аксиально смещенных кольцевых элементов по числу остальных вспомогательных электродов, а перекрещенные короткозамкнутые обмотки охватьтают каждая один из сердечников вспомогательных электродов, расположенных по окружности, и один из элементов сердечника центрального вспомогательного электрода.

Кроме того, определяется вариант исполнения разрядника, при котором между поджигающими электродами,расположенными по окружности, и электродом с отверстиями включены дополнительно введенные конденсаторы.

С целью дальнейшего увеличения пропускной способности по току, путем повышения надежности многоканального срабатывания, перекрещенные короткозамкнутые обмотки со стороны кольцевых элементов сердечника центрального вспомогательного электрода выполнены многовитковыми.

С целью уменьшения времени срабатьгоания, сплошной электрод выполнен с цилиндрическим углублением в центральной части рабочего торца, в котором размещен проводник центрального вспомога тельного электрода с соответствуюшими кольцевыми элементами ферромагнитного сердечника.,

На фиг. 1 схематически показан предлагаемый управляемый многоканальный разрядник; на фиг. 2 - вид А-А на фиг. Ij на фиг 3 - вариант выполнения перекрещенных короткозамкнутых обмоток.

Разрядник состоит из сплошного электрода 1 и электрода 2 с от-: верстиями, в которых установлены поджигающие электроды 3. Между электродами 1 и 2 напротив поджигающих злектрюдов 3 размещень вспомогательные электроды 4, которые соединены со сплошным электродом 1 с помощью проводников 5, охваченных ферромаг нитными сердечниками. Лоджигаюшие электроды 3 и вспомогательные электроды 4 размещены по окружности ив центре этой окружности. Ферромагнитны сердечник, охватьтаюший проводник 5 центрального вспомогательного электрода 4, выполнен из нескольких кольцевых элементов 6 по числу остальных вспомогательных электродов 4, проводники 5 которых охвачены сердечниками 7. Чпреа каждый сердечник 7 и один из кольцевых элементов 6 сердечника центрального вспомогательного электро да 4 пропущена перекрещенная коротко замкнутая обмотка 8.. Поджигающие электроды 3 через резисторы 9 подключены к пусковому уст ройству 1О. Между поджигающими элек тродами, расположенными по окружности, и электродом 2 включены конденса торы 11. Параллельно электродам 1 и 2 подключены последовательно соединенные накопительный конденсатор 12 и нагрузка 13. Зарядка накопительного конденсатора 12 осуществляется через резистор 14. Электрод 2 заземлен. Перекрещенные короткозамкнутые обмотки 8 со стороны кольцевых элементов 6 центрального сердечника, выполнены многовитковыми, а со стороны сердечников 7 - одновитковыми-(фиг 3 Разрядник работает следующим образом. В исходном положении накопительный конденсатор 12 заряжен до требуемого напряжения. При подаче пускового импульса от устройства 1б на поджигающие злектродь 3 первым пробивается зазор между центральным поджигающим электродом 3 и электродом 2, так как указанный зазор незашунтирован конденсатором и скорость нарастания напряжения на нем наибольщая по сравнению с другими зазорами . Пробой центрального поджигающего зазора вызьгоает срабатывание искрового промежутка между центральным вспо могательным электродом 4 и электродом 2. При этом на центральном проводнике 5 вьщеляется практически все напряжение накопительного конденсатора 12, а на обмотках В наводится ЭДС, которая трансформируется на вспомогател1гные электроды 4, расположенные по окружности, вызывая перенапряжение ио. кровых промежутков между этими вспомогательными электродами 4 и электродом 2 и их практически одновременный пробой. .При срабатьтании нескольких искровых пррмежутков, расположенных по окружности, перенапряжение на несработавших промежутках повышается, что приводит к уменьщению времени пробоя последних. Выполнение перекрещенных- обмоток со стороны кольцевых элементов 6 центрального сердечника многовитковыми, а со стороны других сердечников - одновитковыми увеличивает перенапряжение на несработавших промежутках, что в конечном счете ведет к более надежному срабатьюанию всех каналов. Размещение проводника и кольцевьгх элементов центрального вспомогателыю1ч электрода в углублении сплошного элек- трода позволяет уменьшить длину проводников вспомогательных электродов, расположенных по окружности, и, следовательно, уменьшить индуктивность и время срабатывания разрядника. Таким образом, выполнение сердечника центрального вспо югательного электрода в виде кольцевых элементов, вмеоте с сердечником одного из остальных вспомогательных электродов, каждый из которых охвачен перекрещенной короткозамкнутой обмоткой, повышает надежность срабатывания всех искровых проме)тков разрядника и увеличивает его пропускную способность по тону. Формула изобретения 1 Управляемый многоканальный разрядник, содержащий противосто1пцие сплошной электрод и электрод с отверотиями, расположенными по окружности и в центре этой окружности, поджигак щие электроды, установленные в указанных отверстиях, и вспомогательные электроды, размещенные в зазоре между сплошным электродом и электродом с отверстиями напротив поджигающих электродов и электрически соединенные со сплошным электродом с помощью проводников, охваченных ферромагнитными сердечниками, причем через сердечник центрального вспомогательного электрода и сердечники остальных вспомогательных электродов пропущены перекрещенные короткозамкнутые обмотки, выполненные одновитковыми со стороны вспомогательных электродов, расположенных по окружности, отличающийся тем, что, с целью увеличения пропускной способности по току путем пoвьшJeния надежности многоканального срабатьгаания, ферромагнитный сердечник центрального вспомогательного электрода выполнен в виде аксиально смещенных кольцевых элементов по числу остальных вспомогательных электродов, а перекрещенные короткозамкнутые обмотки охватывают каж- дая один из сердечников вспомогятельных электродов, расположенных по ок-ружности, и один из элементов сердечника центрального вспомогательного электрода.

2.Раз1 ядник по п . 1 о т л и ч а - ю щ и и с я тем, что, с целью дальнейшего увеличения пропускной способности по току путем повьшения надежности многоканального срабатывания, перекрешенные короткозамкнутые обмотки со стрронь кольцевых элементов сердечник центрального вспомогательного электро;да вьшолнены многовитковыми.

3.Раар5щник по пп. 1и2,отли.чающийся тем, что между поджигающими электродами, расположенными по окружности и электродом с отверстиямв. ЕЕоПЬОчень дополнительно введенные конденсаторы.

4. Раэрядннк по пп. 1-3 j о т л и ч а ю дц и и с я тем, что, с целью уменьшения времени срабатывания, сплошной электрод вьтолнен с цилиндрическим угл блением в центральной части рабочего торца, в котором размещен проводник центрального вспомогательного- электрода с соответствующими кольцевыми элементами ферромагнитного сердечника

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 591978, кл. Н 01 Т 5/00, 19762.Авторское свидетельство СССР № 698093,-кл„ Н 01 Т 5/00, 1976.

7 -

Фиг f Г//Х 77777Х1 g 777777////А

8

Фае. г

Фиг.З