Устройство для запуска параллельно включенных искровых разрядников

 

О П И С А Н И Е 395939

ИЗОЬРЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства u¹

Заявлено 20.IV.1971 (№ 1648241/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 28Х11!.1973. Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 7.1.1974. 1. Кл. Н Olt 15/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 621.316.933 (088.8) Авторы изобретения

Заявитель

Ю. П. Усов и А. Г. Стерлигов

Научно-исследовательский институт ядерной физики, электроники и автоматики при Томском политехническом институте

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПУСКА ПАРАЛЛЕЛЬНО

ВКЛЮЧЕННЫХ ИСКРОВЫХ РАЗРЯДНИКОВ

Изобретение относится к технике оольших импульсных токов, являющейся частью высоковольтной импульсной техники, а именно к устройствам для запуска включенных параллельно искровых разрядников, и может быть использовано в различных схемах генераторов больших импульсных токов.

Известны различные схемы генераторов импульсных токов, представляющие собой накопительный элемент — конденсатор или формирующую линию,— энергия в котором запасается в относительно продолжительный интервал времени и выделяется в нагрузке в короткий промежуток времени. Коммутирующее устройство — управляемый разрядник обеспечивает заряд накопительного элемента, а в нужный момент времени — формированне импульса в нагрузке.

Ограниченная пропускная способность одиночных коммутирующих разрядников и очень часто сложность технического выполнения малоиндуктивных соединительных шип приводят к необходимости создавать такие схемы генераторов тока, в которых коммутация осуществляется несколькими параллельно включенными и синхронно работающими управляемыми разрядниками. Однако одновременное параллельное включение нескольких коммутирующих разрядников представляет определенные трудности вследствие статистического характера процесса пробоя коммутирующих разрядников. Для того чтобы в генераторе с большим числом параллельно включенных разрядников последние могли успешно работать, не5 обходимо принять специальные меры, в результате которых в течение некоторого времени после пробоя отдельных разрядников поддерживалась бы необходимая величина напряжения на электродах всех остальных не10 сработавших разрядников. Если разброс времени запаздывания пробоя разрядников при данном напряжении равен Лт, то время, в течение которого необходимо поддерживать напряжение на разряднпке, должно быть не

15 меньше, чем Лт.

Известны устройства, обеспечивающие синхронную работу параллельно включенных разрядников в генераторах импульсных токов.

Задержку напряжения на разрядниках осуще20 ствляют с помощью специальных малоиндуктивных каоелей задержки, Вкл!Оченных между нагрузкой и отдельными секциямп накопительных конденсаторов с разрядником на каждую секцию. Прп пробое одного из раз25 рядников напряжение на других разрядниках может заметно измениться только после распространения электромагнитной волны от сработавшего разрядника по кабелю до нагрузки и от последней по кабелям до остальных раз30 рядников.

395939

65

Однако в известном устройстве необходимо применять специальные малопндуктпвпые кабели и, кроме того, увеличение числа параллельно включенных кабелей не приводит к неограниченному уменьшению эквивалентной индуктивности разрядного контура и к увеличению пропускной способности устройства, так как с увеличением числа кабелей ц, следовательно, числа их разделок увеличивается индуктивность разделок кабелей.

Целью изобретения является предотвращение взаимного шунтирования разрядников при их срабатывании. Эта цель достигается тем, что при пробое отдельных разрядников напряжение на электродах несработавших разрядников поддерживается за счет падения напряжения на индуктивных сопротивлениях шин соединяющих одноименные электроды разрядников. Величины этих сопротивлений увеличены без изменения конструкции шин за счет ферромагнитных сердечников, охватывающих шины в промежутках между разрядниками.

Изобретение поясняется описанием примера выполнения устройства для запуска включенных параллельно управляемых искровых разрядников, например трех разрядников тригатронного типа, в простейшей схеме генератора импульсных токов.

На фиг. 1 изображена схема генератора; на фиг. 2 — схема замещения разрядного контура генератора.

В схеме генератора накопительные элементы — конденсаторы С вЂ” заряжаются через ограничивающее сопротивление R от источника постоянного напря>кения U, B точках 1, 2 и 3 шин генератора подсоединены тригатроны, соответственно Ть Т и Тз. Участки анодной Л и катодной К шин в проме>кутках между тригатронами T> — T и Т вЂ” T.- охвачены сердечниками Ф из ферромагнитного материала, Z— сопротивление нагрузки. Пусковые импуль ы подаются на поджигающие электроды П тригатронов. В схеме замещения участки шин с сердечниками Ф заменены индуктивностями L, а тригатроны T, T»> T — ключами Кь К, и

Кз. Кроме того, в схеме замещения указаны индуктивности L„— паразитные индуктивности каждого разрядного контура, образованного нагрузкой Z, накопительной емкостью С и каждым из коммутирующих элементов Кь

Ка и Кз.

Устройство функционирует следующим образом. При синхронной подаче пусковых импульсов на,поджигающие электроды П в силу разброса в величине времени запаздывания пробоя разрядников пробой одного из них, например тригатрона Т>, произойдет раньше других.

Не производя расчета переходного процесса разряда накопительных конденсаторов С, г заряженных до напряжения U, в схеме, изоораженной на фиг. 2, в момент замыкания ключа К, отметим, что величина индуктивностп

L, необходимая для поддержания в точках 1

З0

55 и 3 схемы в течение времени Лт напряжения, достаточного для срабатывания разрядпи ов

Т и Тз (см. фиг, 1) или соответственно замыкания ключей К, и Кз (см. фиг. 2), тем меньше, чем меньше величины Лт, Z, L и t,;, где

t„— время коммутации разряднпков.

В наиболее часто используемых в генераторах импульсных токов управляемых разрядниках — тригатронах, искровых реле, à также трехэлектродных н многоэлектродных искровых коммутаторах — значения t,< и Лт составляют 10 — — 10 — сек. При таких значениях 4 и Лт, а также при минимальных значениях L» к которым обычно стремятся в конструкциях генераторов импульсных токов, и Z l ол и менее достаточно незначительного увеличения

L по сравненшо с собственной ипдуктивностью шин, соединяющих одноименные электроды разрядников, чтобы на время Лт поддерживать напряжение на электродBx непробившихся разрядников на уровне, необходимом для их пробоя. Такое увеличение пндуктивности L достигается охватыванием шин сердечпцками из ферромагнитного материала без изменения конструкции шин. Величину индуктивности очень просто выбирают экспериментально (хотя возмо>кен и аналитический расчет), сечение ферромагнитных сердечников Ф увелпчивают до тех пор, пока не достигнут устойчивой работы всех разрядников коммутирующей системы при синхронной подаче поджига ощпх импульсов.

Отметим, что сердечники Ф практически не оказывают влияния на процесс относительно медленного заряда накопительных элементов и что наряду со схемой, приведенной на фиг. 1, в которой полярность формируемых на нагрузке импульсов противополо>кна полярности зарядного напряжения U, все сказанное о запуске включенных параллельно искровых разрядников справедлпво и для схемы с одинаковой полярностью зарядного напря>кения и формируемых импульсов. В этом случае B схеме, изображенной на фиг. 1, конденсаторы

С и управляемые разрядники (тригатроны Ть

T и Т ) меняют местами. Возможны и другие ,варианты выполнения схем генератора.

Следовательно, в предлагаемом устройстве простыми техническими средствами обеспечивается запуск включенных параллельно искровых разрядников. Устройство, обладая большой пропускной способностью, имеет автоматическую защиту: при аварийном пробое одного из накопительных конденсаторов С ток через него от остальных конденсаторов ограничен индуктивностями Ь.

Предмет изобретения

Устройство для запуска параллельно вклю ченных искровых разрядников, содержащее анодную и катодную шины, к которым подсоединены электроды разрядников и накопитель395939

А 7г У

Уи2. 7

Fiick 2

Составитель С. Шутова

Текред А. Камышникова Корректор М Лейзерман

Редактор О. Кузнецова

Заказ 3601i 17 Изд. ¹ 928 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ные злемепты, отличающееся тем, что, с целью предотврашення взаимного шунтирования разрядников при нх срабатывании, шины в промежутками между разрядниками окваче@ы серде .никами из ферромагнитного матер пала.