Вращающийся разрядник

 

1. ВРАЩАКИЦИЙСЯ РАЗРЯДНИК, содержащий два неподвижных основных электрода, соединенных с токоподводящими клеммами, и управляющий элек трод, выполненный в виде цилиндра, связанного с приводом вращения относительно своей геометрической оси, отличающийс я тем, что, с целью увеличения крутизны фронта формируемого импульса, основные электроды вьтолнены в виде протяженных брусьев , а их подключение к токоподводящим клеммам выполнено через дополнительно введенные тоководы, выполненные в виде ;екторов полого цилиндра, расположенных - симметрично относительно его продольной плоскости симметрии , управляющий электрод расположен соосно с указанными тоководами, выполненными каждьй с продольной отбортовкой для подключения к соответствующей токоподводящей клемме, основные электроды расположены вдоль образующих тоководов на их поверхностях, обращенных к управляющему электроду, на краях, противоположньрс указанным отбортовкам, управляювщй электрод выполнен с расположенными вдоль его образующих разрядообразующими выступами на боковой поверхности, обращенной к указанным тоководам, причем участки поверхности управляющего электрода между разрядообразующими выступами и поверхности тоководов, обращенные к управляющему электроду, покрыты дополнительно введенным диэлектриком . (Л 2. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения частоты коммутации, он снабжен .дугогасителем,, вьтолненным в виде ряда токопроводящих }i диэлектрических пластин, расположенных радиально по отношению к управляющему электроду в зазоре между основными электродами так, что в направлении вращения управляющего электрода вначале расположены токопроводящие, а а затем диэлектрические пластины, а токопроводящие пластины подключены к промежуточным выводам дополнительно введенного делителя напряжения, подключенного меяоду основными электродами .

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„114416 I

4(5l) Н 01 Т 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЮФ э счр

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И.ОТНРЬПЪЙ (21) 3586045/24-07 (22) 27.04.83 (46) 07.03.85. Бюл. № 9 (72) В.П.Галкин, И.А.Галкин, В.А.Павлов, А.А.Полынов и Ю.А.Попов (71) Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова (53) 621.316.933(088.8), (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹- 961017, кл. Н 01 Т 7/00, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 983853, кл. H 01 Т 7/00, 1980. (54) (57) 1 . ВРА1ЦАККЯЙСЯ РАЗРЯДНИК, содержащий два неподвижных основных, электрода, соединенных с токоподводящими клеммами, и управляющий электрод, выполненный в виде цилиндра, связанного с приводом вращения относительно своей геометрической оси, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения крутизны фронта формируемого импульса, основные электроды выполнены в виде протяженных брусьев, а их подключение к токоподводящим клеммам выполнено через дополнительно введенные тоководы, выполненные в виде гекторов полого цилиндра, расположенных симметрично относительно его продольной плоскости симметрии, управляющий электрод расположен соосно с указанными тоководами, выполненными каждый с продольной отбортовкой для подключения к соответствующей токоподводящей клемме, основные электроды расположены вдоль образующих тоководов на их поверхностях, обращенных к управляющему электроду, на краях, противоположных указаиным отбортовкам, управляющий электрод выполнен с расположенными вдоль его образующих разрядообразующими выступами на боковой поверхности, обращенной к указанным тоководам, причем участки поверхности управляющего электрода между разрядообразующими выступами и поверхности тоководов, обращенные к управляющему электроду, покрыты дополнительно введенным диэлектриком.

2. Разрядник по п. I о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения частоты коммутации, он снабжен,дугогасителем,, выполненным в виде ряда токопроводящих и диэлектрических пластин, расположенных радиально по отношению к управляющему электроду в зазоре между основными электродами так, что в направлении вращения управляющего электрода вначале расположены токопроводящие, а затем диэлектрические пластины, а токопроводящие пластины подключены к промежуточным выводам дополнительно введенного делителя напряжения, подключенного между основными электродами °

1144

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к конструкциям вращающихся разрядников, и может быть использовано для коммутации предварительно заря- 5 женных конденсаторных батарей.

Известен вращающийся разрядник, содержащий токопроводящий вращающийся электрододержатель в виде цилиндра с электродами на его наружной бо- 10 ковой поверхности и неподвижный электрододержатель с электродами, расположенный параллельно образующей указанного электрододержателя Г1).

Недостатком этого разрядника явля-15 ется малая крутизна фронта формируемого импульса, обусловленная большой индуктивностью разрядника.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является вращаю- 0 щийся разрядник, содержащий два неподвижных основных электрода, соединенных .с токоподводящими клеммами, и управляющий электрод, выполненный в виде цилиндра, связанного с приво- дом вращения относительно своей ;еометрической оси Р23. . Недостатками известного разрядника являются малая крутизна формируемого импульса из-за большой индуктив30 . ности разрядника и низкая стабильность высокочастотного срабатывания, обусловленная большим временем восстановления электрической прочности, что связано с большим временем горения электрической дуги.

Цель изобретения — увеличение крутизны фронта формируемого импульса.

Цель достигается тем, что во вращающемся разряднике, содержащем два неподвижных основных электрода, соединенных с токоподводящими клеммами, и управляющий электрод, выполненный в виде цилиндра, связанного с приводом вращения относительно своей геометрической оси, основные электроды выполнены в виде протяженных брусьев, а их подключение к токоподводящим клеммам выполнено через дополнительно введенные тоководы, выполненные в виде секторов полого цилиндра, расположенных симметрично относительно

его продольной плоскости симметрии, управляющий электрод расположен соосно с указанными тоководами, выполненными каждый с продольной отбортовкой для подключения к соответствующей токоподводящей клемме, основные элек161 2 троды расположены вдоль образующих соответствующих тоководов на их поверхностях, обращенных к управляющему электроду, на краях, противоположных указанным отбортовкам, управляющий электрод выполнен с расположенными вдоль его образующих разрядообразующими выступами на боковой поверхности, обращенной к указанным тоководам, причем участки поверхности управляющего электрода между разрядообразующими выступами и поверхности тоководов, обращенные к управляющему электроду, покрыты дополнительно введенным диэлектриком.

Кроме того, с целью повышения частоты коммутации предлагается разрядник снабдить дугогасителем, выполненным в виде ряда токопровадящих и диэлектрических пластин, расположенных радиально по отношению к управляющему электроду в зазоре между основными электродами, так, что в направле— нии вращения управляющего электрода вначале расположены токопроводящие, а затем диэлектрические пластины, а токопроводящие пластины подключены к промежуточным выводам дополнительно введенного делителя напряжения, подключенного между основными электродами.

На чертеже изображен вращающийся разрядник с дугогасителем, поперечный разрез.

Разрядник содержит два токовода

1 и 2, выполненных в вире секторов полого цилиндра, расположенных симметрично относительно его продольной плоскости симметрии. Вдоль образующих цилиндра на краях тоководов установлены основные электроды 3 и

4, выполненные в виде брусьев. С других краев тоководы-выполнены с продольными отбортовками 5 и 6. Внутри тоководов коаксиально с ними установлен управляющий электрод

7, выполненный в виде цилиндра с разрядообразующими выступами 8-13.

Тоководы изолированы друг от друга диэлектриком 14. Между основными электродами установлен дугогаситель

15. Отбортовки подключены к токоиодводящим клеммам 16 и 17, имеющим нулевой и высокий потенциалы соответственно. Внутри управляющего электрода 7 неподвижно установлен скользящий контакт 18, подпружиненный к поверхности электрода 7 и соединенный с одним из выводов блока 19 поджига.

114

Участки между выступами 8-13 на управляющем электроде 7 покрыты слоем диэлектрика 20. Основные электроды 3 и 4 выполнены сменными из тугоплавкого материала. Длины основных электро- 5 дов и выступов одинаковы и равны длине тоководов и управляющего электрода. Профиль поперечного сечения основных электродов может быть разным: полукруг, прямоугольник, квад- 10 рат и т.д. Поперечный размер электрода с низким (нулевым) потенциалом больше аналогичного размера электрода с большим потенциалом. Дугогаситель 15 состоит из ряда радиально расположенных металлических пластин

21 и такого же ряда диэлектрических пластин 22. Все металлические пластины подключены к промежуточным точкам делителя напряжения, состоящего из резисторов 23, и каждая пластина имеет свой определенный потенциал, причем самый большой потенциал имеет пластина, расположенная ближе к высоковольтному основному электроду, 25 потенциалы же остальных пластин убывают от пластины к пластине в направлении к диэлектрическим пластинам

22. Крайние выводы делителя соединены с тоководами 1 и 2. Резисторы 23 делителя образуют последовательную ,электрическую цепь. Цель выполнения дугогасителя 15 из металлических 2 1 и диэлектрических 22 пластин состоит в том, что металлические пластины способствуют быстрому дугогашению, а

35 диэлектрические пластины препятствуют перекрытию промежутка между основными электродами через эти металлические пластины. Дугогаситель выполнен с

40 возможностью подачи через щели между пластинами какого-либо газа или, что еще эффективнее с точки зрения уменьшения времени деионизации среды искрового промежутка, с возможностью

45 отсоса ионизированной среды наружу.

Расстояние между основными электродами может меняться в широких пределах. Чем ближе будут расположены эти электроды, тем больше частота

50 коммутации.

4161 4 между металлическими пластинами 21 дугогасителя 15. Управляющий электрод 7 с выступами 8-13 находится во вращающемся состоянии (от привода).

Когда какие-либо два соседних выступа, например 11 и 12, оказываются напротив основных электродов, производится запуск разрядника путем подачи импульса напряжения от блока 19 поджига на контакт 7 и основной электрод 3. При этом в первоначальный момент разрядный ток проходит по пути: основной электрод 4 — выступ 12 — выступ 1! — основной электрод 3. В следующий момент времени по мере движения выступа 12 он оказывается под ближайшей (крайней) металлической пластиной и разрядный ток пойдет по пути: основной электрод 4 — ближайшая металлическая пластина 21 — выступ 11 — основной электрод 3.

Промежуток между электродом 4 и ближайшей.(крайней) металлической пластиной 2 1, будет закорочен плазмой дуги.

По мере движения выступа 12 разряд будет происходить через все металлические пластины и разрядный путь тока будет следующим: электрод 4 крайняя к электроду 4 металлическая пластина — следующие металлические пластины — последняя металлическая пластина — выступ 12. Таким образом, разрядный промежуток будет состоять из искровых промежутков и многозазорного промежутка между металлическими пластинами. Это позволяет, кроме принципа дугогашения, использовать металлические пластины как многозазорный разрядник, а именно его способность к более быстрому восстановлению электрической прочности промежутка. После пробоя промежутка по приведенному пути ток будет протекать по контуру, образованному.тоководами и 2 и управляющим электродом 7. (Путь протекания тока на чертеже показан стрелками). Некоторая часть тока пойдет по кратчайшему пути от выступа 12 к выступу 11. Это на характеристики и работу разрядника

4 окажет только положительное воздейРазрядник работает следующим образом.

К клеммам 16 и 17 приложено рабочее напряжение, которое приложено 55 через тоководы 1 и 2 к электродам

3 и 4 и распределено с помощью делителя напряжения из резисторов 23 ствие, так,как в этом случае ток будет проходить по двум параллельным путям, что еще больше уменьшает индуктивность разрядника, кроме того, способствует дугогашению.

При большой ширине разрядника и малом расстоянии между токопроводя1144161

ВНЩЯ)Ц Заказ 940/43 Тираж 638

Фклиал ППП

Подписное таит ° г. Ужгород, ул.Проектная 4

Р щими слоями индуктивность разрядника может быть сделана достаточно малой.

П и р этом, кроме увеличения крутизны фронта формируемого импульса, уменьшаются также потери электромагнитной эне гии р и в разряднике и электродинамиитнои 5 ческие усилия, действующие на тоководы и управляющий электрод

П ри работе разрядника через щели между металлическими пластинами дуго- О гасителя подается охлажденный воздух или какой-либо газ.

Разрядный ток через основные электроды и выступы будет проходить по всей их длине, что позволяет значительно увеличить пропускную способ— ность разрядника по т Э оку. то уменьшает эрозию электродов и выступов.

Таким об а р зом, выполнение тоководов и уи авл р вляющего электрода с бифилярным расположением позволяет з тельно ет значиую индуктивуменьшить суммарную ин ность разрядника, что увеличивает крутизну фронта формируемого имп ого импульсна жение же разрядника а дугогасителем предлагаемой конструкции позвопяет увеличить частоту коммутации и уменьшить эрозию электродов; выполнение электродов на всю длину тоководов позволяет увеличить пропускную способность разрядника по току»