Установка для формування струму блискавки

1. Установка для формування струму блискавки, до складу якої входять ємнісний накопичувач енергії, основний комутатор, активно-індуктивне навантаження і замикач навантаження з доповняльним комутатором, яка відрізняється тим, що доповняльний комутатор виконаний як повітряний розрядник. 2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що повітряний розрядник виконаний у вигляді двоелектродного повітряного розрядника. 3. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що повітряний розрядник виконаний у вигляді багатопроміжкового повітряного розрядника. Запропонована установка для формування струму блискавки призначена до використання в високовольтній імпульсній техніці при отриманні великих імпульсних струмів блискавки, що застосовуються при проведенні випробувань силового електротехнічного обладнання та аерокосмічної техніки. Відомі генератори імпульсних струмів, що застосовуються для: проведення фізичних досліджень у сильнострумовій електроніці [1]; магнітно-імпульсної обробки металів [2]; випробування різних технічних об'єктів на стійкість до дії грозових розрядів [3]. Найближчим по технічній суті до запропонованої установки для формування струму блискавки є генератор, що складається з ємнісного накопичувача енергії, основного комутатора, активноіндуктивного навантаження та замикача навантаження з доповняльним комутатором [4]. В цьому генераторі імпульсних струмів, який містить вакуумний замикач навантаження - кроубар комутатор, при формуванні аперіодичних імпульсів мікросекундної тривалості замикач активно-індуктивного навантаження повинен спрацювати, як правило, у момент часу, який відповідає максимальній амплітуді імпульсного струму. У цей момент напруга на замикачі навантаження - вакуумному комутаторі буде мінімальною і близькою до нуля. Такі генератори мають значну електричну ємність та відносно невелику (до 150кВ) робочу напругу. Крім того, прототип запропонованої установки дорогий у виготовленні та складний в експлуатації. Задача запропонованої корисної моделі спрощення електричної схеми та конструкції установки для формування імпульсного струму блискавки. Технічний результат досягається тим, що в установці, до складу якої входять ємнісній накопичувач енергії, основний комутатор, активноіндуктивне навантаження та замикач навантаження з доповняльним комутатором, доповняльний комутатор замикача навантаження виконано як повітряний розрядник. На Фіг. 1 зображено принципову електричну схему запропонованої установки для формування струму блискавки, яка складається з ємнісного накопичувача енергії, що має ємність 1, індуктивність 2 та активний опір 3, основного комутатора 4, активно-індуктивного навантаження, яке має індуктивність 5 та активний опір 6, замикача навантаження, який має індуктивність 7, активний опір 8 та доповняльній комутатор 9, який виконано у вигляді високовольтного повітряного розрядника. На Фіг.2 суцільною кривою 10 зображено імпульсний струм в активно-індуктивному навантаженні тоді, коли спрацьовує доповняльний комутатор 9, а пунктирною кривою 11 - вищезазначений параметр у випадку неспрацювання доповняльного комутатора 9. Криві 12 та 13 зображують форми напруги на доповняльному комутаторі 9 відповідно при його спрацюванні та відсутності такого. На Фіг.2 прийняті такі позначення: І)і - максимальне значення напруги U p на доповняльному комутаторі 9 при відсутності його спрацювання; Уг - максимальне значення напруги U p на до О) 00 00 ш S397 повняльному комутаторі 9 при його спрацюванні; h - максимальне значення струму і н в активноіндуктивному навантаженні при відсутності спрацювання повітряного доповняльного комутатора 9; І 2 - максимальне значення струму і н в активноіндуктивному навантаженні при спрацюванні повітряного доповняльного комутатора 9; ti - час, за який стум і н в активно-індуктивному навантаженні досягає свого максимального значення при відсутності спрацювання повітряного доповняльного комутатора 9; t 2 - час, коли спрацьовує повітряний доповняльний комутатор 9 замикача активно-індуктивного навантаження. Установка для формування струмів блискавки працює таким чином. Після спрацювання основного комутатора 4 заздалегідь заряджена ємність 1 накопичувача енергії розряджається на активноіндуктивне навантаження, що має індуктивність 5 та активний опір 6, формуючі фронт імпульсу струму ін {крива 10 на ФІг.2). У момент часу І2, що залежить від амплітуди напруги Ui, довжини розрядного проміжку високовольтного повітряного доповняльного комутатора 9 та матеріалу і форми його електродів, наступає спрацювання останнього. При амплітудному значенні робочої напруги установки порядку 1MB і значній довжині розряд ного проміжку повітряного розрядника 9 час ta (умовно час запізнення спрацювання доповняльного комутатора 9) складає одиниці мікросекунд. При цьому з акти в но-індуктивному навантаженні формується імпульс струму блискавки з амплітудно-часовими параметрами, що відповідають вимогам Держстандарту України 3681-98 [3]. Таким чином, використання високовольтного повітряного розрядника 9 в електричній схемі замикача активно-індуктивного навантаження забезпечує значне спрощення конструкції та суттєво знижує експлуатаційні виграти при роботі установки для отримання аперіодичних імпульсів струму блискавки. Література: 1. Кремнев В.В., Месяц Г.А. Методы умножения и трансформации импульсов в сильноточной электронике - Новосибирск: Наука, 1987. - 226 с. 2. Белый И.В., Фертик С.М., Хименко Л.Т. Справочник по магнитно-импульсной обработке металлов. - Харьков: Вища школа, 1977. - 168 с. 3. ДСТУ 3681-98. Стійкість до дії грозових розрядів. Технічні вимоги та методи випробувань. Київ: Держстандарт України, 1998. - 27 с 4. Дашук П.Н., Зайенц С.Л., Комельков B.C. и др. Техника больших импульсных токов и магнитных полей. - М.: Атомиздат, 1970. - 472 с. 3 21 І Фіг. 1 Комп'ютерна верстка А. Крулевський Фіг. 2 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601