Основные способы инициации сильноточного вакуумного дугового разряда с целью повышения ресурса узла поджига разрядников вакуумных управляемых. Электрическая схема сильноточного стенда, контактная и магнитная системы вакуумных дугогасительных камер.
При низкой оригинальности работы "Физико-технические основы создания вакуумных электрических аппаратов для коммутации импульсных и постоянных токов", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Физико-технические основы создания вакуумных электрических аппаратов для коммутации импульсных и постоянных токов Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Всероссийский электротехнический институт им.В частности, для успешного применения РВУ в мощных электроимпульсных технологиях необходимо было повысить коммутируемый ими ток от 100 КА до 500 КА, количество электричества в импульсе от десятков до сотен кулон и ресурс от тысячи до сотен тысяч включений в широком диапазоне коммутируемых токов. Однако дальнейшее совершенствование конструкции РВУ было невозможно без более глубокого понимания физических процессов, определяющих инициацию и развитие сильноточного дугового разряда в вакуумных промежутках. Однако, несмотря на многолетнее изучение возможности реализации такого способа гашения дуги, его применение сдерживалось недостаточной надежностью отключения тока, что могло быть обусловлено отсутствием адекватной физической модели гашения дуги в поперечном магнитном поле. Разработка физико-технических основ создания вакуумных коммутационных аппаратов для электроимпульсных технологий и для цепей постоянного тока посредством изучения процессов, определяющих динамику проводимости сильноточного электрического разряда и его гашения в вакуумных промежутках различной конфигурации. Работа велась по следующим направлениям: - изучение влияния параметров разрядного тока и инициирующего разряда на развитие сильноточного импульсного дугового разряда в вакуумных промежутках различной конфигурации с целью определения способов повышения надежности и уменьшения времени включения РВУ;Диагностический комплекс обеспечивает одновременную регистрацию электрических характеристик разряда и поджига (импульсы напряжений и токов), импульсов зондового тока и проведение оптического наблюдения излучения с временным разрешением не хуже 20 нс для оптических измерений с помощью электронно-оптического преобразователя (ЭОП) типа IMACON, с временным разрешением не хуже 10 мкс для оптических измерений с помощью сверхскоростного фоторегистратора (СФР) и с пространственным разрешением порядка 0,01 см для оптических измерений и порядка 0,1 см для зондовых измерений. Для исследования динамических характеристик плазмы сильноточного вакуумного дугового разряда при высокой скорости нарастания тока di/dt >1010A/c разработан и создан высоковольтный импульсный стенд №1 на максимальное напряжение до 30 КВ (рис. В третьей главе представлены результаты измерения пространственно-временных характеристик разрядной плазмы при высокой скорости нарастания тока до (di/dt)max ? 5·1010 А/с в зависимости от параметров схемы поджига, основной цепи и размеров вакуумного промежутка. При сравнительно слабых токах (Im <1 КА, (di/dt)m ? 3·109 А/с) наблюдалась диффузная мода разряда, при которой ток и напряжение изменялись монотонно, а свечение разрядной плазмы, как и в отсутствии электрического поля, имело форму, близкую к полусфере с центром вблизи узла поджига, размеры которой увеличивались во времени. Коммутационные характеристики при поджиге на аноде исследовались на образце РВУ, предназначенном для коммутации субмикросекундных импульсов тока при напряжении до 25 КВ.Установлено существование пороговой скорости нарастания тока, при превышении которой разряд переходит в неустойчивую стадию, характеризующуюся значительными осцилляциями напряжения и немонотонностью роста тока. Установлено наличие временной корреляции между изменениями электрических параметров разряда, динамикой свечения плазмы разрядного канала и образованием пятен на электродах. Полученные результаты позволили определить оптимальные условия инициации разряда, обеспечивающие минимальное время включения и малые энергетические потери РВУ. Предложен новый способ инициации разряда в РВУ и разработана методика оптимизации его параметров. В результате исследования развития сильноточного электрического разряда в макете стержневой электродной системы обнаружено явление быстрого перехода разряда от узла поджига в межстержневые промежутки при достижении мгновенного значения тока 5 - 9 КА.
План
Основное содержание работыОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ
1. Alferov D.F., Korobova N.I., Novikova K.P., Sibiriak I.O. Experimental study of a plasma expansion in to vacuum //Proc. of XIVTH ISDEIV, Santa Fe, September 1990. - P. 405-408.
2. Alferov D.F., Korobova N.I., Novikova K.P., Sibiriak I.O. Cathode spots dynamics in pulse vacuum discharge //Proc. of XIVTH ISDEIV, Santa Fe, September 1990. - ,P. 542-545.
3. Alferov D.F., Vozdvijensky V.A., Sibiriak I.O. Formation of cathode spots under the vacuum discharge plasma //Proc. of Santa Fe, September 1990. - P. 546-493.
4. Алферов Д.Ф., Воздвиженский В.А., Сибиряк И.О. Образование новых катодных пятен в вакуумном разряднике //ЖТФ. - 1990. - Т. 60. - №4. - C. 202-204.
5. Alferov D.F., Korobova N.I., Novikova K.P., Sibiriak I.O. Evolution of pulsed vacuum arc discharge //Proc. of XX Int. Conf. Phenom. Ionized Gases, Pisa, July 1991. - P. 1305-1306.
6. Alferov D.F., Vozdvijensky V.A., Korobova N.I., Sibiriak I.O. Triggered vacuum switch with subsidiary cathode //Proc. of XVTH ISDEIV, Darmstadt, September 1992. -P. 411-415.
7. Алферов Д.Ф., Коробова Н.И., Сибиряк И.О. Развитие сильноточного импульсного электрического разряда в вакууме //Физика плазмы. - 1993. - Т. 19. - №3. - C. 399-410.
9. Alferov D.F., Vozdvijensky V.A., Sidorov V.A. Switching characteristics of the submicrosecond triggered vacuum switch //Proc. of XVI ISDEIV, Moscow-St. Petersburg, May 1994. - P. 247-250.
11. Алферов Д.Ф., Сидоров В.А. Модернизированный вакуумный управляемый разрядник с шестизазорной стержневой электродной системой //ПТЭ. - 1996. - №3. - C. 80-86.
12. Alferov D.F., Sidorov V.A., Korobova N.I. The burning voltages of a high current vacuum arc in a six-gap rod electrode system //Proc. of XVII ISDEIV, Berkeley, 1996. - P. 243-247.
13. Alferov D.F., Sidorov V.A., Korobova N.I. The burning voltages of a high current vacuum arc in a six-gap rod electrode system //IEEE Trans. Plasma Sci., 1997. - Vol. 25. - No 4. - P. 586-592.
14. Alferov D.F., Ivanov V.P., Sidorov V.A. High-current vacuum switching devices for pulsed technologies //Proc. of 11th IEEE Int. Pulsed Power Conf., 1997. - P. 857-861.
15. Алферов Д.Ф., Коробова Н.И., Сидоров В.А. Вольт-амперные характеристики сильноточного вакуумного управляемого разрядника с шестизазорной стержневой электродной системой //Прикладная физика. - 1998. - №1. - C. 67-78.
16. Алферов Д.Ф., Иванов В.П., Сидоров В.А. Сильноточные вакуумные коммутирующие устройства для мощных накопителей энергии //ПТЭ. - 1998. - №5. - C. 83-90.
17. Alferov D.F., Sidorov V.A. High-current vacuum arc evolution in a six-gap rod electrode system //Proc. of XIX-th ISDEIV, Xi" an, China, 2000. - P. 319-322.
18. Alferov D.F., Sidorov V.A., Nevrovsky V.A. Anode erosion of a high-current multigap vacuum triggered switch //Proc. of XIX-th ISDEIV, Xi" an, China, 2000. - P. 515-518.
20. Алферов Д.Ф., Лукацкая И.А., Селикатова С.М., Сидоров В.А. Исследование распределения магнитного поля в вакуумных управляемых разрядниках //Прикладная физика. - 2001. - №4. - C. 35-40.
21. Алферов Д.Ф., Сидоров В.А. Развитие сильноточной вакуумной дуги в стержневой электродной системе //ТВТ. - 2001. - Т. 39. - №6. - C. 865-872.
22. Lee H., Jin Y., Cho C., Rim G.,Kim J., Chu J., Jung J., Sidorov V. A., Alferov D.F. Evaluation of RVU-43 Switch as the Closing Switch for Modular 300KJ Pulse Power Supply for ETC Application //IEEE Trans. Magn. - 2001. - Vol. 37. - No. 1. - C. 371-374.
23. Алферов Д.Ф., Невровский В.А., Сидоров В.А. Анодная мода вакуумной дуги в многостержневой электродной системе //ТВТ. - 2002. - Т. 40. - № 1. - C. 19-25.
24. Алферов Д.Ф., Лукацкая И.А., Селикатова С.М., Сидоров В.А. Распределение магнитного поля в вакуумном управляемом разряднике со стержневой электродной системой электродов при горении дуги в межстержневых зазорах //Прикладная физика. - 2003. - №1. - C. 72-79.
26. Алферов Д.Ф., Иванов В.П., Сидоров В.А. Устойчивость горения вакуумной дуги постоянного тока в осесимметричном магнитном поле //Прикладная физика. - 2001. - №4. - C. 27-34.
27. Сидоров В.А., Алферов Д.Ф., Иванов В.П. Вакуумный управляемый разрядник. Патент РФ № 45052. БИ. - 2005. - № 10.
28. Alferov D.F., Ivanov V.P., Sidorov V.A. Characteristics of DC Vacuum Arc in the Transverse Axially Symmetric Magnetic Field //Proc. of XX-th ISDEIV, Tour, 2002. - P. 198-201.
29. Alferov D.F., Ivanov V.P., Sidorov V.A. Characteristics of DC Vacuum Arc in the Transverse Axially Symmetric Magnetic Field //IEEE Trans. on Plasma Science. - 2003. - Vol. 31. - No5. - P. 918-922.
30. Alferov D., Ivanov V., Petrov L., Sidorov V., Yashnov Yu. DC Vacuum Arc in the Axially-Symmetric Magnetic Field //Proc. of XXI-th ISDEIV, Yalta, 2004. - P. 166-169.
34. Алферов Д.Ф., Евсин Д.В., Лондер Я.И. Нарушение устойчивости электрической дуги при разведении контактов в вакуумном промежутке с поперечным магнитным полем //Прикладная физика. - 2006. - №1. - C. 29-36.
35 Алферов Д.Ф., Иванов В.П., Сидоров В.А. Вакуумная дуга постоянного тока в аксиально-симметричном неоднородном магнитном поле //ТВТ. - 2006. - Т. 44. - № 3. - C. 349-361.
36. Alferov D.F., Yevsin D.V., Londer Ya.I. Studies of the Stable Stage of the Electric Arc Burning at the Contact Separation in a Vacuum Gap with a Transverse Magnetic Field //Proc. of XXII-th ISDEIV, Matsue, Japan, 2006 - B2-P01 .
37. Alferov D.F., Yevsin D.V., Londer Y.I. Studies of the stable stage of the electric arc burning at the contact separation in a vacuum gap with a transverse magnetic field //IEEE Trans. Plasma Sci. - Vol. 35. - Issue 4. - Part 2, - Aug. 2007. - P. 953-958.
38. Алферов Д.Ф., Иванов В.П., Евсин Д.В., Сидоров В.А. Изучение статистических закономерностей гашения электрической дуги постоянного тока в аксиально-симметричном магнитном поле // ТВТ. - 2008. - Т. 46. - № 4. - C. 495 - 503.
39. Алферов Д.Ф., Белкин Г.С., Евсин Д.В. Влияние параметров цепи на коммутацию постоянного тока вакуумной дугогасительной камерой с аксиально-симметричным поперечным магнитным полем //Электричество. - 2008. - №9. - С. 17 - 24.
40. Alferov D., Belkin G., Yevsin D. DC Vacuum Arc Extinction in a Transverse Axisymmetric Magnetic Field //Proc. of XXIII-th ISDEIV, Bucharest, Romania. - September 2008. - (B6-O02 ).
41 Алферов Д.Ф., Иванов В.П., Евсин Д.В Повышение отключающей способности вакуумного промежутка с поперечным магнитным полем с помощью шунтирующего резистора //ТВТ-2009. - Т. 47. - № 4. - С. 516-521.
42. Alferov D., Belkin G., Yevsin D. DC Vacuum Arc Extinction in a Transverse Axisymmetric Magnetic Field //IEEE Trans. Plasma Sci. - Aug. 2009. - Vol. 37. - No 8. - Part 1. - P. 1433-1437.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
