Управляемый разрядник Советский патент 1983 года по МПК H01T5/00 

(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ РАЗРЯДНИК

Изобретение относится к вьюоковольт ной импульсной технике, а именно к искровым разрядникам, и может быть применено, при создании имяулвсных устройст с емкостными накопителями энергии в различных электрофизических установ- ках, используемых для получения высоко температурной плазмы, в сильноточных наносекундных ускорителях, электротех-, нологйи и Т.Д, Известен разрядник, содержащий осно ные электроды и поджигающий электрод, расположенный между основными и oiw деленный от них слоями твердой изоля ции 1. Однако с увеличением толщины диэлектрической прокладки и рабочего на№, ряжения при неизменной амплитуде импульса запуска стабильность срабатывания такого разрядника ухудшается. Наиболее близкшл по техническому решению к предлагаемому является управляемый разрядник, содержащий разделенные диэлектрической прокладкой высоч ковольтный и заземленный электроды и поджигающий электрод, помещенный в жидкий диэлектрик С 2 . В указанном разряднике поджигающий электрод и один из основных электродов установлены на одной из сторон указанной диэлектрической прокладки, на другой стороне которой установлен второй основной электрод. После подачи напряжения на основные электроды подается импульс запуска на поджигающий электрод, что в системе электродов, расположенных на одной поверхности твердого диэлектурнка, приводит к формированию канала разряда непосредственно в твердом диэлектрике. При этом происходит резкое искажение электрического поля основного разрядного промежутка, что приводит к значительному, увеличению напряженности электрического поля и бьтстрому пробою листа твердого диэлектрика. После срабатьтания разрядника осуществляется протяжка листа твердого диэлектрика с заданной скоростью. Время задержки срабатывшшя разрядника относительно момента подачи на пусковой электрод запускающего импульса порядка . Однако в таком разряднике с ростом прикладываемогчэ напряжения к основным электродам следует увеличивать толщину диэлектрической прокладки. При значительном увеличении тошлины диэлектрической прокладки (в несколько раз) и сохранении геометрии поджигающего Hpo межутка и амплитуды импульса залуска величина выноса инициирующей искры вглубь диэлектрика та же, что и при малых толщинах диэлектрической прокладки. Это приводит к увеличению времени запаздывания (на 50% и более) и разброса срабатывания твердотельного разрядника. Дли сохршюния малых врем запаздывания срабатывания и выс ОКОЙ стабильности работы искрового раз пядника необходимо yвeли шть величину поджигающего зазора и амплитуду запускающего импульса, С ростом поджигающего зазора увеличивается неоднородност электрического поля между основными электродами, что приводит к снижению электрической прочности диэлектрической прокладки на 15-2О%, а следовательно, и к уменьщению рабочего напряжения твердотельного разрядника при ;. данной толщине диэлектрической прокладки. Цель изобретения - повьяление стабильности и уменьщение времени запаздывания срабатывания в широком диапазоне рабочих напряжений. Поставленная цель достигается тем, что управляемый разрядник, содержащий разделенные диэлектрической прокладкой въюоковольтный и заземленньШ электроды и поджигающий электрод, помещенные в жидкий диэлектрщс, снабжен дополнительным поджигающим электродом, а диэлектрическая прокладка выполнена в двух разделенных жидким диэлектриком пластин, между которыми установлены указанные поджигающие электроды, зазор между которыми со стороны вьюоковольтного основного электрода выбран больщим зазора между ними со стороны заземленного основного электрода. На фиг, 1 представлена принципиальная констр гктивная схема предложенного разрядника; на фиг, 2 (а, б и Ь) - элек тродная система разрядника в различные моменты формирования пробоя разрядника. Разрядник состоит из высоковольтног основного электрода 1, заземленного основного электрода 2, поджигающих электродов 3 и 4, отделешвых от основных электродов диэлектрическими пластинами 5 и 6, Поджигающие электроды 3 и 4 вьшолнены и установлены таким образом, что подядагающий зазор 7 между , ними со стороны вьюоковольтного электрода 1 выбран больщим поджигающего зазора 8 между ними со стороны заземленного или находящегося под низким потенциалом электрода 2, Электродная система помещена в разрядную камеру 9, заполненную жидким диэлектриком 10, который заполняет также зазоры 7 и 8. Разрядник работает следующим образом. После подачи напряжения на основные электроды 1 и 2 поджигающие электроды принимают потенциал, соответствующий эквипотенциальным линиям поля между ОСНОВНЫМИ электродами (также этот потенг диал может быть задан с помощью распределительных резисторов (не показаны), В требуемый момент времени к поджигающим электродам 3 и 4 прикладывается импульс поджига, который приводит к формированию каналов разряда непосредственно в обеих пластинах 5 и 6 твердого диэлектрика (фиг. 2й). Однако вследствие меньщей величины поджигающего зазора 8, а следовательно, и боль- щего перенапряжения на этом зазоре канал основного разряда в диэлектрической пластине 5 образуется быстрее и приводит к пробою диэлектрической пластины 5 (фиг, 2S), Поджигающие электр оды принимают потен1шал электрода 2, После этого диэлектрическая пластина 5 пробивается с перенапряжением по каналу, который начал формироваться в-ней при приложении подлшгающего импульса (фиг, 2Ь), Происходит срабатьшание разрядника. Применение двух диэлектрических пластин, а следовательно, умекьщение толщины диэлектрика, который первоначально надо пробить с помощью вынесенной вглубь его поджигающей искры, позволяет уменьщить величину выноса поджигающей искры вглубь диэлектрика, что приводит к уменьщению величины поджигающего за . зора и в итоге - к выравниванию распределения электрического поля в межэлек- тродной системе и повьпдению рабочего напряжения разрядника при данной толщине диэлектрических прокладок, а также к снижению амплитуды импульса поджига. До пробоя диэлектрической прокладки 5 идет формирование канала разряда в диэлектрической прокладке 6, что значительно снижает время срабатьшания и поБьшшёт стабильность работы искрового управляемого разрядника. После срабаты вания разрядника осуществляется протяжка листов твердого диэлектрика с заданной скоростью. Так, например, с ростом рабочего напряжения от 105 кВ до 210 кВ с соот ветственным увеличением толщины диэлектрической прокладки в два раза стабил ность срабатывания разр5здника- 1рототи- па уз удшается в 2,2 раза. В предложенном разряднике при рабочем напряжении 210 кВ стабильность срабатьтания остаемся на том же уровне, .что и стабильность прототипа при рабо чем напряженки 105 кВ. Таким образом, предложенный управляемый разрядник позволяет повышать рабочее напряжение без снижения стабильности его срабатьшания. Формула изобретения Управляемый разрядник, содержащий разделенные диэлектрической прокладкой

ч

(

9 ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ и заземлен11ый электроды и шаджигающий электрод, псыещенные в жидкий диэлектрик, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности и уменьшения времени запаздывания срабатывания в широком диапазоне рабочих напряжений, он снаб жен дополнительным поджигающим эле тродом, а диэлектрическая прокладка вь попнена в щде двух рааде генных жидким диэлектриком пластин, между которыми установлены указанные поджигающие электроды, зазор между которыми со стороны вьюоковольтного основного электрода выбран большим зазора между ними со стороны заземленного основного электрода. Источишси информации, прин5ггые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 492017, кл.Н 01 Т З/ОО, 1974. 2.Авторское свидетеньство СССР по заявке № 272283 i/24-07, кл.Н 01 Т З/ОО, 1979.

ffpifffjyfjKxa

„J$t

L/f X /

.f