Способ управления срабатыванием разрядника со скользящим разрядом

Способ управления срабатыванием разрядника со скользящим разрядом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Социалистических Республик

<>961016 (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

Р1 М К з (22) Заявлено 26.1280 (21) 3224854/24-07 с присоединением заявки М(23) Приоритет—

Н 01 T 5/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

РЗ)УДК 621. 384 ° . 6 (088. 8) Опубликовано 230g82 Бюллетень М 35

Дата опубликования описания 2309,82 (72) Авторы изобретения

П.Н.Дащук и Г..И.Беляев

Ленинградский ордена Ленина политехнический им. М.И.Калинина (71) Заявитель тут (54 ) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СРАБАТЫВАНИЕМ РАЗРЯДНИКА

СО СКОЛЬЗЯЩИМ РАЗРЯДОМ

Изобретение относится к электро технике, преимущественно к прикладной электротехнике, и может быть использовано при создании быстродействующих систем коммутации емкостных накопителей средних и больших энергий в различных электрофиэических установках, применяемых для получения высокотемпературной плазмы и в электротехнологии.

В емкостных накопителях средних и больших энергий. где импульсные токи достигают 10 — 10 A применяются коммутирующие системы, использующие многоканальную форму газового 15 разряда.

Известен способ управления срабатыванием многоканального разрядниisa путем подачи высоковольтного быстронарастающего поджигающего импульса напряжения на управлякщий электрод, расположенный асимметрично между основными электродами, причем полярность поджигающего им,пульса выбирается противоположной 25 полярности напряжения на основном высоковольтном электроде;

Быстронарастающий поджигающий импульс (dU dt=8 AD )0 çÂ/с) обеспечивает значительное перенапряжение в З0 обоих промежутках, благодаря чему на управляющем электроде образуется большое количество стримеров, образующих разрядные каналы 1).

Однако при замыкании стримерами разрядного промежутка ток будет значительным только в тех каналах, которые замкнули промежуток при напряжении, отличающемся от максимального "в пределах нескольких процентов. Таким образом, при данном способе управления не обеспечивается стабильное формирование многоканального разряда. Число токонесущих каналов невелико, от разряда к разряду меняется и носит случайный характер, Известен также способ управления срабатыванием высоковольтного разрядника со скользящим разрядом, содержащего размещенные на одной поверхности диэлектрика два основных электрода и находящийся между ними управляющий электрод, путем формирования многоканального скользящего разряда в газовой среде, граничащей с твердым диэлектриком с помощью подачи поджигающего импульса на управляющий электрод, полярность которого является отрицательной и

961016 протйвоположной по отношению к полярности основного напряжения.

При таком способе управления сра; батыванием заполнение каналами сколь,зящего разряда разрядного промежутка ;зависит, в основном, от параметров поджигающего импульса, а именно, от его амплитуды и скорости нарастания. При обеспечении стабильного формирования поджигающего импульса высокого напряжения с амплитудой 10 не менее 10 B и скоростью нарас5 тания не ниже 10 В/с в искровом промежутке формируется многоканальный разряд с шагом между каналами равным 2,51(ГЪ (2).

Однако данный способ управнеия не обеспечивает нужное число токонесущих каналов в крупных установках, где требуется достижение большой скорости коммутации.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ управления срабатыванием разрядника со скользящим разрядом, содержащего размещенные на поверхности диэлектрика высоковольтный и заземленный основные электроды и находящийся между ними управляющий элект род, путем подачи на управляющий электрод импульса напряжения апериодической формы полярностью, согласнойз0 с полярностью напряжения на основном высоковольтном электроде. Известный .способ управления срабатыванием разрядника обеспечивает улучшенную синхронизацию работы многих разрядни-.35 ков, используемых для параллельной работы(3).

Недостатком известного способа является то, что число токонесущих каналов при таком управлении невелико и шаг между ними велик и равен

3.10 м, что не позволяет применять егo в установках с высокой скорос тью коммутации, требующих получение многоканального скользящего разря- 45 да с повышенной плотностью заполне- ния каналов (шаг между каналами

1,5 10 м и менее).

Целью изобретения является повышение скорости коммутации путем 50 увеличения числа токонесущих каналов и стабильности их формирования.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу управления срабатыванием разрядника со скользящим разрядом, содержащего размещенные на поверхности диэлектрика высоковольтный и заземленный основные электроды и находящийся между ними управляющий электрод, путем подачи на управляющий электрод импульса напряжения апериодической формы полярности, согласной с полярностью напряжения на основном высоковольтном электроде, амплитуду апериодического импульса устанавливают из усло- 65 вия формирования на поверхности

I диэлектрика незавершенного многоканального скользящего разряда на длину, превышающую половину расстояния между управляющим и основными электродами, а затем — с выдержкой времени, не превышающей время деионизации указанного незавершенного скользящего разряда, подают на управляющий электрод импульс напряжения, полярность которого противоположна полярности напряжения апериодического импульса.

На чертеже схематически показаны разрядник со скользящим разрядом и схема для реализации предлагаемого способа управления его срабатыванием.

Разрядник содержит высоковольтный 1 и заземленный 2 основные элект. роды, размещенные на поверхности диэлектрика 3. В промежутке между основными электродами 1 и 2 установлен управляющий электрод 4.

При срабатывании разрядника 5 на управляющий электрод 4 подается апериодический импульс напряжения с амплитудой 3 10 В. При этом полярность апериодического импульса напряжения выбирается согласной с полярностью напряжения на основном высоковольтном электроде 1.

Фронт апериодического импульса напряжения составит не более 5 10 с, -9 а скоростью нарастания напряжения составляет dU/dt=10 В/с. На фронте этого импульса по поверхности диэлектрика Э происходит развитие незавершенного многоканального скользящего разряда, образовавшиеся стримеры которого развиваются на длину, немного превышающую половину расстояния между управляющим 4 и основными электродами 1 и 2.

Ток, протекающий через емкость диэлектрика 3 заряжает его поверхность знаком напряжения управляющего импульса. Спад апериодического импульса определяется разрядным сопротивлением и величина его выбирает-. ся такой, чтобы длительность, спада импульса была больше времени деионизации стримеров и разряда поверхности диэлектрика 3.

Через интервал времени p,t не превышающий время деионизации незавершенного скользящего разряда, срабатывает разряд б и на управляющий электрод 4 через обостритель 7 подается импульс напряжения, полярностью противоположной полярности апериодического импульса и параметрами U = 10 В, dU/dt=10 В/c. Перемена знака напряжения на управляющем электроде 4 вызывает резкое усиление электрического поля и быстрый рост перенапряжения у кромки управляющего электрода 4, что вы961016

Формула изобретения.ВНИИПИ Заказ 7304/69 Тираж 630 Подписное

Филиал НПП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4 зывает образование многочисленного количества стримеров, которые быстро продвигаются вдоль поверхности диэлектрика и одновременно достигают основных электродов 1 и 2.

Количество токонесущих каналов при этом увеличивается и число их от разряда к разряду не изменяется.

При скорости нарастания напряжения апериодического импульса .c1U/87=10 В/с амплитуда импульса, при которой многоканальный скользящий разряд является незавершенным выбирается.из условия U„„ U 0,5, где U 0,5 — 50Ъ-ное импульсное .напряжение, при котором скользящий разряд становится завершенным. При данной амплитуде апериодического импульса согласно неравенства

U U 0 5 обеспечивается развитие незавершенного скользящего разряда на длину большую, чем половина расстояния между основными и управляющими электродами.

Время деионизации незавершенного скользящего разряда и разряда поверхности диэлектрика для большинства диэлектриков, применяемых в разрядниках со скользящим разрядом (полиэтилен, фторопласт, полиформальдегид, стеклопластик) не превышает 10 с.

Экспериментальная проверка способа.управления срабатыванием разрядника со скользящим разрядом показала, что число токонесущих каналов в разряднике по сравнению с известным увеличивается на 20-30Ъ, а шаг между каналами составляет 1,5-1,7 х

10 м.

Способ управления срабатыванием разрядника со скользящим разрядом, содержащего размещенные на поверхности диэлектрика высоковольтный и заземленный основные электроды и находящийся между ними управляющий электрод, путем подачи на управляющий электрод импульса напряжения апериодической формы и полярности, согласной с полярностью напряжения на основном высоковольтном электрОде, отличающийся тем, . что, с целью повышения скорости ком15 мутации путем увеличения числа токонесущих каналов и стабильности их формирования, амплитуду .апериодического импульса устанавливают из условия формирования на поверхности

20 диэлектрика незавершенного многоканального скользящего разряда на длину, превышающую половину расстояния между управляющим и основным электродами, а затем — с выдержкой време21 ни, не превышающей время деионизации указанного незавершенного скользя,щего разряда, подают на управляющий электрод импульс напряжения, по лярность которого противоположна полярности напряжения апериодического импульса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бостик У. и др. Накопление и коммутация энергии больших плотнос.тей. М;, "Мир", 1979, с. 402-420. ,2. Авторское свидетельство СССР

М 527786, кл. Н 01 Т 5/00, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 744804, кл. Н 01 Т 5/00, 1978.