Патент на изобретение №2153728
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ РАЗМЫКАНИЯ ТОКОПРОВОДА СВЕРХСИЛЬНОГО ТОКА
(57) Реферат: Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационной высоковольтной технике. Технический результат – осуществление эффективного размыкания за весьма короткое время, что позволяет обеспечить получение чрезвычайно высоких импульсных мощностей. Способ размыкания токопровода сверхсильного тока путем увеличения индуктивности токопровода заключается в том, что индуктивность токопровода сверхсильного тока увеличивают посредством увеличения магнитной проницаемости среды внутри токопровода. 1 ил. Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационной высоковольтной технике, и может быть использовано для выключения и переключения сверхсильных токов, например при аварийных отключениях и в экспериментальной технике для получения больших мощностей. Известен способ размыкания токопровода сверхсильного тока, включающий зажигание дугового разряда между электродами; в нужный момент инициируют взрыв заряда, расположенного между электродами и осуществляют гашение дуги продуктами этого взрыва, см. , например, патент РФ N 2046436, кл. H 01 H 39/00 от 17.01.94. Недостатком этого способа является исключение возможности многократных срабатываний, а также сложности, связанные со взрывным эффектом, сопровождающим процесс размыкания. Известны способы размыкания токопроводов сверхсильного тока с использованием электрического взрыва проводника путем его нагрева под действием джоулева тепла при пропускании через него импульсного электрического тока плотностью j>106 А/см, последовательного его плавления, кипения и испарения с образованием канала из плотного пара с высоким сопротивлением, см., например, Бурцев В.А. и др. Электрический взрыв проводников и его применение в электрофизических установках. М., Энергоатомиздат, 1990, стр. 153. В этом способе исключены недостатки, связанные с применением взрывчатых веществ, однако также невозможно многократное срабатывание. Известны способы размыкания токопровода сверхсильного тока путем увеличения индуктивности токопровода за счет увеличения пути протекания тока, см., например, патент РФ N 2037278 по кл. H 05 H 1/00 от 26.06.89. При реализации этого способа, принятого за прототип настоящего изобретения, длина пути изменяется благодаря перемещению проводящего плазменного образования, что приводит к перестройке тока и магнитного поля и к увеличению индуктивности токопровода. При этом осуществляется переключение тока и выключение его в плазменном образовании. Недостатком описанного метода является то обстоятельство, что скорость и время переключения ограничены реально достижимыми скоростями перемещения плазменного образования (до 106 см/сек). Например, при требуемом времени переключения тока 100 нсек увеличение пути плазменного образования составит 106 см/сек ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() размыкание токопровода за весьма краткое время, что обусловливает получение чрезвычайно высокой импульсной мощности; контролируемость процесса увеличения индуктивности токопровода и, соответственно, повышение надежности способа. Заявителем не обнаружены какие-либо известные сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат, в связи с чем, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию “изобретательский уровень”. Сущность предложенного изобретения поясняется чертежом, на котором изображена схема, поясняющая реализацию способа. Токопровод сверхсильного тока включает катушку 1 индуктивности, последовательно соединенную с катушкой 2 индуктивности. Ток в токопроводе создается посредством источника 3 тока с коммутатором 4. В конкретном примере источником тока является конденсаторная батарея. Внутри катушки 2 индуктивности помещен тороидальный сердечник из ферромагнитного материала, являющийся средой токопровода сверхсильного тока. Внутри сердечника имеется канал 6. В канале 6 размещен управляющий контур 7, к которому через коммутатор 8 подключен источник 9 управляющего тока, в конкретном примере – конденсаторная батарея. Параллельно катушке 2 индуктивности подключена нагрузка 10, в конкретном примере соленоид. Индуктивность катушки 1 в данном примере составляет 0,1 мкГн, индуктивность нагрузки 10 составляет 5 нГн. В исходном состоянии коммутатор 8 замкнут, управляющий контур 7 запитан от источника 9 – конденсаторной батареи, являющейся источником квазипостоянного тока i ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Максимальная магнитная проницаемость ![]() ![]() где V – объем материала сердечника, м3; ![]() ![]() ![]() BS – индукция насыщения материала сердечника, Тл; p = const = BS/( ![]() ![]() H ![]() S – сечение тороидального сердечника, м2; ![]() i0 – исходное значение коммутируемого тока в катушке 1, А; ![]() L2 индуктивность нагрузки 10, Гн; L0 – индуктивность катушки 1, Гн; При этом амплитуда управляющего тока определяется в конкретном примере реализации способа из соотношения: ![]() Для реализации данного способа применены обычные, широко используемые в промышленности материалы и оборудование. Способ позволяет осуществить практически безынерционное по отношению к току управляющего контура размыкание токопровода сверхсильного тока. Изобретение может быть применено, например, для запитки сверхмощных лазеров и другого электрофизического оборудования, где требуется большая импульсная мощность. Формула изобретения
![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 30.01.2001
Номер и год публикации бюллетеня: 2-2003
Извещение опубликовано: 20.01.2003
|
||||||||||||||||||||||||||