Конденсаторно-коммутаторная сборка для генерирования мощных импульсных токов

Конденсаторно-коммутаторная сборка содержит корпус, соединенный с заземленной крышкой, конденсатор, управляемый коммутатор, выходные высоковольтные изоляторы и токосъемные шины. Конденсатор выполнен из плоскопрессованных секций. Выходные высоковольтные изоляторы и управляемый коммутатор расположены на заземленной крышке. Коммутатор имеет три электрода. Высоковольтный электрод подключен к плоскопрессованным секциям центральной части конденсатора Токосъемный электрод подключен через выходные высоковольтные изоляторы к крайним секциям конденсатора посредством токосъемных шин, соединяющих плоскопрессованные секции конденсатора. Токосъемный электрод дополнительно соединен с заземленной крышкой. Токосъемные шины расположены с одной стороны конденсатора под заземленной крышкой.

Настоящая полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для питания мощных импульсных рентгеновских аппаратов, электронных пушек, электрогидравлических установок для дробления горных пород и т.п.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к полезной модели является конденсаторно-коммутаторная сборка для генерирования мощных импульсных токов, содержащая корпус, электрически соединенный с заземленной крышкой, конденсатор и управляемый коммутатор (RU 75783 U1, 20.08.2008).

В известном устройстве коммутатор вынесен на наружную сторону конденсатора и выполнен многоканальным и многозазорным, при этом содержит множество рядов электродов с одинаковыми разрядными промежутками, равномерно распределенными по наружной поверхности конденсатора, что при увеличении емкости конденсатора приводит к увеличению его индуктивности, вследствие чего повышается волновое сопротивление конденсаторно-коммутаторной сборки, и, следовательно, снижается величина протекающего тока.

Недостатками известного устройства являются высокая индуктивность и ограниченная возможность протекания больших токов.

Задачей настоящей полезной модели является создание конденсаторно-коммутаторной сборки, характеризующейся возможностью протекания больших токов.

Техническим результатом настоящей полезной модели является уменьшение величины индуктивности при увеличении емкости конденсатора, что приводит к повышению волнового сопротивления конденсаторно-коммутаторной сборки, и, следовательно, к повышению максимального значения величины протекающего тока.

Указанный технический результат достигается тем, что известная конденсаторно-коммутаторная сборка для генерирования мощных импульсных токов, содержащая корпус, соединенный с заземленной крышкой, конденсатор и управляемый коммутатор,

согласно настоящей полезной модели дополнительно включает выходные высоковольтные изоляторы и токосъемные шины, при этом конденсатор выполнен из плоскопрессованных секций, а выходные высоковольтные изоляторы и управляемый коммутатор расположены на заземленной крышке, при этом коммутатор имеет три электрода, из которых высоковольтный электрод подключен к плоскопрессованным секциям центральной части конденсатора, а токосъемный электрод подключен через выходные высоковольтные изоляторы к крайним секциям конденсатора посредством токосъемных шин, соединяющих плоскопрессованные секции конденсатора, причем токосъемный электрод дополнительно соединен с заземленной крышкой, а токосъемные шины расположены с одной стороны конденсатора под заземленной крышкой.

Размещение коммутатора и выходных высоковольтных изоляторов на крышке конденсаторно-коммутаторной сборки вблизи от токосъемных шин секций конденсатора, в то время как противоположная сторона конденсатора свободна от токосъемных шин и вышеуказанных конструктивных элементов, позволяет исключить увеличение величины индуктивности при увеличении размеров, а, следовательно, емкости, конденсатора, и, таким образом, позволяет повысить максимальное значение величины протекающего тока.

Кроме того, конденсаторно-коммутаторная сборка может дополнительно включать нагрузку, причем токосъемный электрод коммутатора соединен с токосъемными шинами через нагрузку.

Кроме того, корпус конденсаторно-коммутаторной сборки может быть выполнен металлическим.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично представлена конденсаторно-коммутаторная сборка для генерирования мощных импульсных токов.

Пример конкретного выполнения.

Конденсаторно-коммутаторная сборка содержит конденсатор 1 с плоскопрессованными секциями 2 и заземленную крышку 3 с расположенными на ней управляемым коммутатором с высоковольтным 4, токосъемным 5 и управляющим 6 электродами и выходными высоковольтными изоляторами 7. Высоковольтный электрод 4 коммутатора подключен к плоскопрессованным секциям центральной части 8 конденсатора 1. Крайние секции конденсатора 1 соединены токосъемными шинами 9 через выходные высоковольтные изоляторы 7 с нагрузкой 10. Нагрузка 10 гальванически соединена с заземленной крышкой 3. Изоляционная прокладка 11 отделяет токосъемные шины 10 от секций 2 конденсатора 1. Стрелками показано движение основного тока в конденсаторно-коммутаторной сборке. Кроме того, весь конденсатор 1 помещен в металлический токопроводящий корпус 12, который электрически соединен с заземленной крышкой 3 и служит для защиты конструктивных элементов от импульсных электромагнитных полей окружающих конденсаторно-коммутаторную сборку.

Работа конденсаторно-коммутаторной сборки осуществляется следующим образом. От внешнего источника питания к плоскопрессованным секциям центральной части 8 конденсатора 1 и подключенному к ним высоковольтному электроду 4 коммутатора подают постоянное напряжение (например, 100 кВ) для зарядки высоковольтного конденсатора до рабочего напряжения. После этого запускают управляемый коммутатор путем подачи импульса от внешнего генератора запуска на управляющий электрод 6, что приводит к пробою основного разрядного промежутка между электродами 4 и 5. В результате образуется разрядный контур: высоковольтный электрод 4, плоскопрессованные секции центральной части 8 конденсатора 1, плоскопрессованные секции 2 конденсатора, токосъемные шины 9, выходной высоковольтный изолятор 7, нагрузка 10, токосъемный электрод 4 коммутатора. В результате на нагрузке получают импульсный ток.

Например, при подаваемом постоянном напряжении в 100 кВ на нагрузке получают импульсный ток до 500 кА (в зависимости от нагрузки) при емкости конденсатора 0,4 мкФ и индуктивности сборки 13 нГн.

1. Конденсаторно-коммутаторная сборка для генерирования мощных импульсных токов, содержащая корпус, соединенный с заземлённой крышкой, конденсатор и управляемый коммутатор, отличающаяся тем, что дополнительно включает выходные высоковольтные изоляторы и токосъёмные шины, при этом конденсатор выполнен из плоскопрессованных секций, а выходные высоковольтные изоляторы и управляемый коммутатор расположены на заземлённой крышке, при этом коммутатор имеет три электрода, из которых высоковольтный электрод подключен к плоскопрессованным секциям центральной части конденсатора, а токосъёмный электрод подключен через выходные высоковольтные изоляторы к крайним секциям конденсатора посредством токосъёмных шин, соединяющих плоскопрессованные секции конденсатора, причём токосъёмный электрод дополнительно соединён с заземлённой крышкой, а токосъёмные шины расположены с одной стороны конденсатора под, заземлённой крышкой.

2. Конденсаторно-коммутаторная сборка по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно включает нагрузку, причём токосъёмный электрод коммутатора соединён с токосъёмными шинами через нагрузку.

3. Конденсаторно-коммутаторная сборка по п. 1, отличающаяся тем, что корпус выполнен металлическим.

РИСУНКИ