Четырехканальный высоковольтный искровой разрядник
Приведены результаты разработки и исследования 4-канального искрового газонаполненного разрядника - тригатрона. Электрическая прочность наружной поверхности оргстеклянного корпуса разрядника усилена с помощью полиэтиленовой пленки. Разрядник использовался как обостряющий при разряде модуля емкостью...
Gespeichert in:
| Datum: | 2006 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
2006
|
| Schriftenreihe: | Електротехніка і електромеханіка |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142720 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Четырехканальный высоковольтный искровой разрядник / Н.И. Бойко, Л.С. Евдошенко, А.И. Зароченцев, В.М. Иванов // Електротехніка і електромеханіка. — 2006. — № 3. — С. 80-81. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-142720 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1427202025-02-09T14:41:53Z Четырехканальный высоковольтный искровой разрядник Four-Channel High-Voltage Spark Discharger Бойко, Н.И. Евдошенко, Л.С. Зароченцев, А.И. Иванов, В.М. Техніка сильних електричних та магнітних полів Приведены результаты разработки и исследования 4-канального искрового газонаполненного разрядника - тригатрона. Электрическая прочность наружной поверхности оргстеклянного корпуса разрядника усилена с помощью полиэтиленовой пленки. Разрядник использовался как обостряющий при разряде модуля емкостью 0,15 мкФ на индуктивную нагрузку 600 нГн. При заряде модуля до 400 кВ максимальный ток через разрядник составил 280 кА. Наведені результати розробки та дослідження 4-канального іскрового газонаповненого розрядника - тригатрона. Електрична міцність зовнішньої поверхні оргскляного корпусу розрядника підвищена за допомогою поліетиленової плівки. Розрядник використовувався як загострюючий при розряді модулю ємністю 0,15 мкФ на індуктивне навантаження 600 нГн. При заряді модулю до 400 кВ максимальний струм через розрядник складав 280 кА. Results of development and investigation of a 4-channel spark gas-filled discharger-trigatron are given. Electric strength of the outer surface of the discharger body made of acrylic plastic is strengthened with polyethylene film. The discharger was used as a peaker at discharging of a 0.15 mcF module onto inductive load of 600 nH. In the module charging to 400 kV, the maximum current through the discharger was 280 kA. 2006 Article Четырехканальный высоковольтный искровой разрядник / Н.И. Бойко, Л.С. Евдошенко, А.И. Зароченцев, В.М. Иванов // Електротехніка і електромеханіка. — 2006. — № 3. — С. 80-81. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 2074-272X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142720 621.316.933.1 ru Електротехніка і електромеханіка application/pdf Інститут технічних проблем магнетизму НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Техніка сильних електричних та магнітних полів Техніка сильних електричних та магнітних полів |
| spellingShingle |
Техніка сильних електричних та магнітних полів Техніка сильних електричних та магнітних полів Бойко, Н.И. Евдошенко, Л.С. Зароченцев, А.И. Иванов, В.М. Четырехканальный высоковольтный искровой разрядник Електротехніка і електромеханіка |
| description |
Приведены результаты разработки и исследования 4-канального искрового газонаполненного разрядника - тригатрона. Электрическая прочность наружной поверхности оргстеклянного корпуса разрядника усилена с помощью полиэтиленовой пленки. Разрядник использовался как обостряющий при разряде модуля емкостью 0,15 мкФ на индуктивную нагрузку 600 нГн. При заряде модуля до 400 кВ максимальный ток через разрядник составил 280 кА. |
| format |
Article |
| author |
Бойко, Н.И. Евдошенко, Л.С. Зароченцев, А.И. Иванов, В.М. |
| author_facet |
Бойко, Н.И. Евдошенко, Л.С. Зароченцев, А.И. Иванов, В.М. |
| author_sort |
Бойко, Н.И. |
| title |
Четырехканальный высоковольтный искровой разрядник |
| title_short |
Четырехканальный высоковольтный искровой разрядник |
| title_full |
Четырехканальный высоковольтный искровой разрядник |
| title_fullStr |
Четырехканальный высоковольтный искровой разрядник |
| title_full_unstemmed |
Четырехканальный высоковольтный искровой разрядник |
| title_sort |
четырехканальный высоковольтный искровой разрядник |
| publisher |
Інститут технічних проблем магнетизму НАН України |
| publishDate |
2006 |
| topic_facet |
Техніка сильних електричних та магнітних полів |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142720 |
| citation_txt |
Четырехканальный высоковольтный искровой разрядник / Н.И. Бойко, Л.С. Евдошенко, А.И. Зароченцев, В.М. Иванов // Електротехніка і електромеханіка. — 2006. — № 3. — С. 80-81. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| series |
Електротехніка і електромеханіка |
| work_keys_str_mv |
AT bojkoni četyrehkanalʹnyjvysokovolʹtnyjiskrovojrazrâdnik AT evdošenkols četyrehkanalʹnyjvysokovolʹtnyjiskrovojrazrâdnik AT zaročencevai četyrehkanalʹnyjvysokovolʹtnyjiskrovojrazrâdnik AT ivanovvm četyrehkanalʹnyjvysokovolʹtnyjiskrovojrazrâdnik AT bojkoni fourchannelhighvoltagesparkdischarger AT evdošenkols fourchannelhighvoltagesparkdischarger AT zaročencevai fourchannelhighvoltagesparkdischarger AT ivanovvm fourchannelhighvoltagesparkdischarger |
| first_indexed |
2025-11-26T22:57:11Z |
| last_indexed |
2025-11-26T22:57:11Z |
| _version_ |
1849895508051492864 |
| fulltext |
Техніка сильних електричних та магнітних полів
80 Електротехніка і Електромеханіка. 2006. №3
УДК 621.316.933.1
ЧЕТЫРЕХКАНАЛЬНЫЙ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИСКРОВОЙ РАЗРЯДНИК
Бойко Н.И., д.т.н., Евдошенко Л.С., Зароченцев А.И., Иванов В.М.,
Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "Молния"
Национального технического университета "Харьковский политехнический институт",
Украина, 61013, Харьков, ул. Шевченко, 47 НИПКИ "Молния" НТУ "ХПИ",
тел. (057)7076183, факс (057) 7076183, e-mail: eft@kpi.kharkov.ua
Наведені результати розробки та дослідження 4-канального іскрового газонаповненого розрядника - тригатрона. Еле-
ктрична міцність зовнішньої поверхні оргскляного корпусу розрядника підвищена за допомогою поліетиленової плівки.
Розрядник використовувався як загострюючий при розряді модулю ємністю 0,15 мкФ на індуктивне навантаження
600 нГн. При заряді модулю до 400 кВ максимальний струм через розрядник складав 280 кА.
Приведены результаты разработки и исследования 4-канального искрового газонаполненного разрядника - тригатро-
на. Электрическая прочность наружной поверхности оргстеклянного корпуса разрядника усилена с помощью
полиэтиленовой пленки. Разрядник использовался как обостряющий при разряде модуля емкостью 0,15 мкФ на
индуктивную нагрузку 600 нГн. При заряде модуля до 400 кВ максимальный ток через разрядник составил 280 кА.
При эксплуатации высоковольтных (на рабочие
напряжения до 400÷500 кВ) сильноточных
(150÷300 кА) разрядников приходится сталкиваться с
определенными неудобствами, связанными с тем, что
наружная электрическая прочность таких разрядников,
как правило, обеспечивается жидким диэлектриком
или вакуумом [1, 2]. Целью данной работы было созда-
ние низкоиндуктивного разрядника на рабочее напря-
жение до 500 кВ, окружающей средой для которого
служит воздух при атмосферном давлении. Ниже при-
ведены результаты разработки 4-х-канального разряд-
ника, наружная электрическая прочность корпуса ко-
торого усилена посредством полиэтиленовой пленки.
Конструкция разрядника приведена на рис. 1.
Разрядник содержит 4 пары основных электродов 1 и
2, выполненных из стали Ст3. В рабочей части элек-
троды 1 и 2 имеют диаметр 24 мм. Расстояние между
электродами может изменяться от 8 до 14 мм путем
замены сменной рабочей части 3 электрода 2. Сталь-
ные управляющие электроды 4 имеют диаметр 5 мм и
размещены в отверстиях электродов 1 с радиальным
зазором 1,5 мм, выступая над их поверхностью на
0,2÷1 мм. Электроды 1 и 2 соосно размещены в отвер-
стиях 5 диаметром 60 мм, выполненных в оргстек-
лянных блоках 6 и 7 толщиной 90 мм. Расстояние ме-
жду осями смежных отверстий составляет 200 мм. На
обращенных друг к другу гранях блоков 6 и 7 с по-
мощью капролоновых шпилек М12 закреплены
стальные фланцы 8, 9 (с отверстиями 5). Свинчиваю-
щиеся между собой втулки 10, 11 скрепляют фланцы
8, 9 и в конечном итоге блоки 6 и 7. Длина внутрен-
ней цилиндрической поверхности втулок 10, 11, об-
ращенной к рабочей зоне разрядника, составляет
~70 мм, а ее внутренний диаметр – 42 мм.
На всех боковых поверхностях блоков 6, 7 вы-
полнены пазы 12, 13, 14 шириной 10 мм и глубиной
соответственно 25, 30 и 35 мм (см. рис.1). В упомяну-
тые пазы и в паз между блоками 6 и 7 уложено по 80
листов полиэтиленовой пленки толщиной 80 мкм ка-
ждый. Наружные края листов выступают за боковую
поверхность блоков 6 и 7 не менее чем на 330 мм с
трех сторон, причем половина слоев пленки завернута
на верхнюю поверхность корпуса разрядника, а ос-
тальная часть пленки свисает под собственным весом
вдоль боковой поверхности. С четвертой стороны
длина пленки определяется длиной ошиновки под-
ключения разрядника к элементам разрядного конту-
ра. При этом все слои пленки общей толщиной
~45 мм служат в качестве основной изоляции на пол-
ное рабочее напряжение разрядника ~450 кВ.
4 отверстия в блоках
из оргстекла
200
1
6
12
13
14
8
9
7
5
3
2
4 10 11 15
90
К
е
мк
ос
тн
ы
м
на
ко
пи
те
ля
м
Рис. 1. Конструкция разрядника
Для гальванического соединения между собой
основных электродов 1 и 2 одного потенциала служат
1 мм-вые алюминиевые листы 15. К последним при-
жаты фланцы основных электродов с помощью ка-
пролоновых шпилек М18, ввинченных в оргстеклян-
ные блоки 6, 7. Края листов 15 оканчиваются сталь-
ными трубчатыми антикоронными экранами с диа-
метром скругления 48 мм.
Для увеличения ресурса разрядника рабочие час-
ти электродов 1, 2 выполнены сменными. В качестве
изоляционного материала между электродами 1 и 4
служит капролон. Импульс поджига амплитудой
90÷110 кВ подавался одновременно на электроды 4 по
кабелям РК 17-17. Через штуцеры во фланцах элек-
тродов 1 в рабочие зоны разрядника подавался элегаз
под давлением от 0,6 до 1 МПа. Для замены отрабо-
танного элегаза служат штуцеры в электродах 2. Уп-
лотняющие прокладки выполнены из резины.
Електротехніка і Електромеханіка. 2006. №3 81
Описываемый разрядник использовался при
коммутации емкостного модуля генератора, собран-
ного по схеме Фитча [3]. В модуле были последова-
тельно соединены 8 конденсаторов емкостью
(1,2÷1,35) мкФ на 55 кВ каждый. Разрядник работал
как обостряющий. При емкости модуля 0,15 мкФ и
индуктивности нагрузки 600 нГн амплитуда разряд-
ного тока составила 165 кА при напряжении срабаты-
вания разрядника 400 кВ, а при короткозамкнутой
нагрузке – 280 кА.
Втулки 10, 11 предохраняют внутреннюю ди-
электрическую поверхность разрядника от попадания
продуктов искрового разряда из рабочей зоны разряд-
ника, что значительно повышает его ресурс. Разряд-
ник отработал безаварийно не менее 104 импульсов,
после чего находился в исправном состоянии.
Использование полиэтиленовой пленки для уси-
ления наружной изоляции разрядника оказалось весь-
ма удобным при эксплуатации разрядника и модуля в
целом.
Для измерений использовался выполненный на
базе резисторов ТВО-10 номиналом 470 Ом резистив-
ный делитель напряжения, разработанный и изготов-
ленный в НИПКИ "Молния" НТУ "ХПИ". Типичная
осциллограмма напряжения на индуктивной нагрузке
600 нГн модуля приведена на рис. 2.
1 2 3 4 5 6 7
0
200
300
100
100
UH, кВ
Рис. 2. Осциллограмма напряжения на индуктивной
нагрузке модуля
Временные (коммутационные) характеристики
разрядника исследовались с помощью оптоволокон-
ных датчиков, укрепленных напротив отверстий 5
непосредственно на боковых поверхностях прозрач-
ных оргстеклянных блоков 6, 7 разрядника. Сигналы с
датчиков подавались на вход четырехканального ши-
рокополосного (500 МГц) осциллографа фирмы Tek-
tronix. В процессе эксплуатации разрядника было оп-
робовано два варианта поджига:
– управляющий электрод в низковольтном ос-
новном электроде разрядника;
– управляющий электрод в высоковольтном ос-
новном электроде разрядника.
Высоковольтный электрод разрядника в экспери-
ментах всегда имел положительную полярность, а на
управляющий электрод (при его размещении в низко-
вольтном основном электроде разрядника) подавался
импульсный потенциал отрицательной полярности,
что, как известно [2], затрудняет получение малых раз-
бросов по времени срабатывания разрядников.
При первом варианте управления (через низко-
вольтный электрод) результаты оказались хуже: раз-
брос Δtp во времени срабатывания разрядника модуля,
заполненного элегазом под избыточном давлением до
1 МПа, составил при хорошей настройке от 10 нс до
170 нс. Под хорошей настройкой понимается режим
работы вблизи напряжения самопробоя Uс.п. трига-
тронов (Uраб.=(0,8÷0,9)Uс.п).
При втором варианте управления (управляющий
электрод проходит через высоковольтный электрод)
разброс составил Δtp=(0,2÷2,0) нс при хорошей на-
стройке, а запаздывание срабатывания основного раз-
рядного промежутка в каждом тригатроне относи-
тельно момента прихода импульса управления (под-
жига, запуска) было практически одинаковым (нераз-
личимым по осциллограммам) и составило (5÷10) нс.
В процессе работы разрядник несколько раз под-
вергался профилактической разборке, а затем сборке,
в результате которых подтвердилась технологичность
(удобство в обслуживании) разработанного варианта
разрядника.
Созданный разрядник можно использовать как в
качестве элемента высоковольтной цепи коммути-
рующего энергию из источника в нагрузку, так и в
качестве закорачивающего ключа.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Афанасьев Б.А., Герасимов А.И., Кулешов Г.Д., Павлов-
ский А.И., Тананакин В.А., Циберев В.П. Многоканаль-
ный кольцевой управляемый разрядник на 500 кВ //
Приборы и техника эксперимента. – 1976. - № 3. –
С. 136-137.
[2] Ковальчук Б.М., Кремнев В.В., Поталицын Ю.Ф. Силь-
ноточные наносекундные коммутаторы. Новосибирск:
Наука. Сиб. отд-ние, 1979.
[3] Бойко Н.И., Борцов А.В., Евдошенко Л.С., Зарочен-
цев А.И., Иванов В.М., Рудаков В.В., Тур А.Н., Ар-
тюх В.Г. Низкоиндуктивная секция генератора мощных
высоковольтных импульсов по схеме Фитча // Приборы
и техника эксперимента. – 2005. - № 4. – С. 474-481.
Поступила 14.10.2005
|