Генератор высоковольтных наносекунд-ных импульсов
Патент 843183
Авторы
Классы МПК
Генератор высоковольтных наносекунд-ных импульсов
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистичвских
Реснубпик
O П И C А Н И Е (11,843183
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву—
3 (53)N. Кл . (22) Заявлено 01 . 06. 79 (21) 27 74546/18-21
Н 03 К 3/53 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет
Гесудлрстаехлмй кемитет СССР лв делам лзееретеиик
Й еткрмтлл
Опубликовано 30.06.81. Бюллетень,рй 24 (53) ЙК 621.373. .431(088.8) Дата опубликования описания 36.06.81
С(,,"> ггг..., . ( — ".%г,.„ Г, г
1.
1 ) а Ь
1 . J.г г 1, Ч !
1 i(, i>(å* г: г г
j ! (72) Авторы изобретения
М. Г. Никифоров и О. В. Давыдов (71) Заявитель (54)ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ НАНОСЕКУНДНЫХ
ИМПУЛЬСОВ
Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а точнее к генераторам высоковольтных импульсов наносекундной длительности.
Известен генератор высоковольтных наносекундных импульсов, содержащий .формирующую линию, разрядник,реэистивную нагрузку Pl)
Одним из наиболее ответственных узлов является резистивная нагрузка генератора. К ней предъявляются жесткие требования. Она должна быть компактной, малоиндуктивной, выдерживать высокие напряжения, иногда до многих сотен кВт, и расчитана
15 на большую мощность. Использование в известном генераторе в качестве серийной нагрузки малоиндуктивных резисторов сопряжено с существенными трудностями иэ-за их малой мощности и сравнительно невысокой электричес- . кой прочности.
Известен генератор, состоящий из формирующей линии и разрядника, в котором нагрузка выполнена на основе жидкостного резистора, например, в виде цилиндрического сосуда, заполненного электролитом Г27.
Такие резисторы обладают высокой электрической прочностью и выдерживают большие мощности. Однако резистивная нагрузка в этом случае занимает значительную часть коаксиальной системы генератора, а конструкция всего. генератора получается такой, что существенно усложняет подключение к нагрузке объекта исследования, например, посредством коаксиальной линии.
Наиболее близкий к предлагаемому генератор высоковольтных наносекундных импульсов содержит формирующую линию, разрядник и резистивную нагрузку, выполненную в виде двух диэлектрических шайб, образующих внутреннюю коаксиальную полость, которая заполнена электролитом. При этом высоковольтным электродом резистивной 843183
Формула изобретения нагрузки является внутренняя жила коаксиала, заземленным — внешняя оболочка 31
Генератор с такой резистивной нагрузкой позволяет формировать импульсы с меньшей длительностью фронта (из-за меньшей индуктивности нагрузки а конструкция генератора позволяет
Ю достаточно просто подключаться к объекту исследования.
Конструкция генератора имеет и существенный недостаток, который заключается в том, что расстояние между шайбами резистивной нагрузки генератора одинаково по всему диаметру, 15 и площадь поперечного сечения полости, заполненной эЛектролитом, возрастает по мере удаления от центрального(высоковольтного) электрода нагрузки. Неравномерное распределение электричес- 20 кого поля в ряде случаев является недопустимым,так как приводит к электрическому пробою жидкости или по поверхности шайб.
Цель изобретения — повышение электрической прочности и надежности генератора. я
Поставленная цель достигается тем, что в генераторе высоковольтных наносекундных импульсов, содержащем формирующую линию, разрядник, резистивную нагрузку в виде двух диэлектрических шайб, образующих внутреннюю коаксиальную полость, которая заполз иена электролитом, внутренняя поверх-. ность каждой шайбы выполнена профилированной, при этом внутренний профиль диэлектрических шайб изменяется по закону 1 =к/х, где r — текущий радиус; х — текущая координата по оси коаксиальной линии; к — постоянная.
Предлагаемое выполнение профиля обеспечивает равномерное распределеI ние напряженности электрического поля 45 в радиальном направлении, тем самым повышается электрическая прочность.
На фиг. 1 приведен пример конструктивного исполнения генератора высоко50 вольтных наносекундных импульсов;. на фиг. 2а — вариант выполнения резистивных нагрузок, нагрузка из° вестного генератора; на фиг. 2б-то же, нагрузка предлагаемого генератора, на фиг. 2 в - то же, распределение радиальной напряженности(1 для нагрузки на фиг. 2 а) 2 — для нагрузки на фиг. 2 б). б
Генератор (фиг. 1) содержит формирующую линию, состоящую из изолятора 1 ввода высокого напряжения, токоведущей жилы 2, диэлектрика наполнителя 3 и корпуса 4, проходной иэолятор 5, разрядник, состоящий из электродов 6 и корпуса 7, резистивную нагрузку, состоящую из диэлект рических профилированных шайб 8 электролита 9 и оболочки 10.
Генератор работает следующим образом.
Формирующая линия заряжается от источника высокого напряжения через жилу 2, после чего срабатывает разрядник и формирующая линия разряжается на резистивную нагрузку. Импульс напряжения, сформированный на резистивной нагрузке, прикладывается к исследуемому объекту .
Резистивная нагрузка в генераторе выполнена в виде двух диэлектрических шайб (фиг. 2б), образующих полость, внутренний профиль шайб изменяется по закону r =к/х, где к постоянная, выбирается из величины требуемого поперечного сечения S= -23K ,х — текущая координата вдоль оси коаксиала (фиг.2б),При таком профиле напряженность электрического поля
F =р/Яц< Соп Ь, где ф: — удельное сопротивление электролита (фиг.2в, кривая, что существенно облегчает работу изоляции йагрузки. Для сравнения приведена кривая изменения E для варианта нагрузки фиг. 2 а(фиг.2 в, кривая 1).
Генератор высоковольтных наносекундных импульсов, содержащий формирующую линию, разрядник, резистивную нагрузку, вв|полненную в виде двух диэлектрических шайб, образующих внутреннюю коаксиальную полость, которая заполнена электролитом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения электрической прочности и надежности генератора, внутренняя поверхность каждой шайбы выполнена профилированной, при этом внутренний профиль диэлектрических шайб изменяется по закону 1" = к/х,где " — текущий радиус; х — текущая координата по оси коаксиальной линии; к— постоянная.
843) 83
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
I. Месяц Г. А., Насибов А.С. Крем- нев В. В. формирование наносекундных импульсов высокого напряжения "Энергия", М., l970 г;, стр. 138, рис. 5-6.
2."Разработка и применение источников интенсивных электронных нучков", под ред. Г. А. Месяца,"Наука"
Новосибирск )976, стр. 16, рис.5.
3. Котов l0. А. и др. Докл. Всесоюзн, конф. по инженерным проблемам термоядерных реакторов Т.З Л., l977, стр. !77, рис. 2(прототип)..
843183
*
Составитель В". Чорба
Редактор М. Лысогорова Техред, M.Åîmòóðà Корректор Г. Назарова
Заказ 5160/79 Тираа 988 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035 Москва, Ж-35 Раушская наб. д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная,4