Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2092971C1 - High voltage shaping line for producing pulses of nanosecond and microsecond range of almost rectangular waveform - Google Patents

High voltage shaping line for producing pulses of nanosecond and microsecond range of almost rectangular waveform Download PDF

Info

Publication number
RU2092971C1
RU2092971C1 RU93029523A RU93029523A RU2092971C1 RU 2092971 C1 RU2092971 C1 RU 2092971C1 RU 93029523 A RU93029523 A RU 93029523A RU 93029523 A RU93029523 A RU 93029523A RU 2092971 C1 RU2092971 C1 RU 2092971C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sections
high voltage
plates
flat
length
Prior art date
Application number
RU93029523A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93029523A (en
Inventor
Л.Т. Вехорева
Г.С. Кучинский
О.В. Шилин
Original Assignee
Санкт-Петербургский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Санкт-Петербургский государственный технический университет filed Critical Санкт-Петербургский государственный технический университет
Priority to RU93029523A priority Critical patent/RU2092971C1/en
Publication of RU93029523A publication Critical patent/RU93029523A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2092971C1 publication Critical patent/RU2092971C1/en

Links

Landscapes

  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

FIELD: high-voltage pulse engineering. SUBSTANCE: shaping line has two flat buses and capacitor stacks placed inbetween and made in the form of series-connected spirally wound capacitor coils. Coils are interconnected within stack by placing leads of maximum width in center of plates or by using several pairs of leads in each coil. Length of capacitor plates is found from condition
Figure 00000003
, where τp is pulse length, s: n is number of coil stacks; μo is absolute magnetic constant, H/m; ε is dielectric constant of coil insulation, F/m. EFFECT: improved waveform of pulse approaching rectangular one. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к высоковольтной импульсной технике, и может быть использовано при создании мощных формирующих линий (ФЛ) высокого напряжения для получения импульсов нано- и микросекундного диапазона по форме, близко к прямоугольной, на согласованной низкоомной нагрузке. The invention relates to electrical engineering, namely to high-voltage pulse technology, and can be used to create high-power generating lines (PL) of high voltage to obtain pulses of the nano and microsecond range in shape, close to rectangular, at a coordinated low-resistance load.

Известны конструкции подобных линий с распределенными параметрами, которые представляют собой коаксиальные или плоские системы электродов требуемых размеров, с использованием в качестве диэлектрика жидкости (деионизированная вода, минеральные масла и др.) [1] или твердых диэлектриков [Емкостные накопители и генераторы импульсных магнитных полей, разработанные в ИЯФ СО АН СССР/ А. М. Искольдский, В. А. Капитонов, В. М. Лагунов и до. В кн. Электрофизическая аппаратура и электрическая изоляция. М. Энергия, 1970] Однако эти линии, выполненные на напряжение до нескольких миллионов вольт, с использованием жидких диэлектриков обладают значительными габаритными размерами. Использование в качестве диэлектрика детонизированной воды требует дополнительного источника питания. Использование твердых диэлектриков в линиях на напряжение 100 кВ и более требует для повышения рабочей напряженности применения градиентных экранов или соединенных секций, что вызывает чрезвычайно большие конструктивные трудности. Known designs of such lines with distributed parameters, which are coaxial or flat systems of electrodes of the required size, using as a dielectric fluid (deionized water, mineral oils, etc.) [1] or solid dielectrics [Capacitive storage and pulsed magnetic field generators, developed at the BINP SB RAS / A. M. Iskoldsky, V. A. Kapitonov, V. M. Lagunov and before. In the book. Electrophysical apparatus and electrical insulation. M. Energia, 1970] However, these lines, designed for voltages of up to several million volts, using liquid dielectrics have significant overall dimensions. The use of detonated water as a dielectric requires an additional power source. The use of solid dielectrics in lines of voltage of 100 kV and more requires the use of gradient screens or connected sections to increase the working tension, which causes extremely great structural difficulties.

Наиболее близким аналогом является конструкция формирующей линии, примененной в генераторе высоковольтных наносекундных импульсов [2] состоящая из полосковых линий, размещенных в изоляционном корпусе между проводящими шинами. Каждая линия выполнена в виде двух металлических обкладок, окруженных изоляцией, разноименные обкладки расположены на противоположных сторонах линии, линии наложены одна на другую, формируя пакеты. Разноименные шины накладываются на ряд пакетов. Формирующая линия, выполненная указанным способом, состоит из полосковых линий, обладающих значительными индуктивностью и активным сопротивлением обкладок. The closest analogue is the design of the forming line used in the generator of high-voltage nanosecond pulses [2] consisting of strip lines placed in an insulating casing between the conductive buses. Each line is made in the form of two metal plates surrounded by insulation, the opposite plates are located on opposite sides of the line, the lines are superimposed on one another, forming packets. Opposite tires are superimposed on a number of packages. The forming line, made in this way, consists of strip lines with significant inductance and active resistance of the plates.

Как было установлено специальными расчетами на ЭВМ и прямыми опытами, такие параметры как распределенная индуктивность и активное сопротивление обкладок секций полосковых линий отрицательно сказываются на форме импульса, приводя к значительному спаду вершины, увеличению длины фронта и длины спада импульса. As was established by special computer calculations and direct experiments, parameters such as distributed inductance and active resistance of strips of strip line sections adversely affect the shape of the pulse, leading to a significant peak drop, an increase in the length of the front and the length of the pulse drop.

На чертеже изображена конструкция формирующей линии высокого напряжения. В предлагаемой конструкции формирующая линия выполнена в виде двух плоских шин, между которыми размещены пакеты емкостных элементов 1, выполненных в виде последовательно соединенных спирально намотанных секций конденсаторов 2, изготовленных по обычной технологии для силовых конденсаторов. Длина обкладок l, при которой секции утрачивают свойства линии с распределением параметрами и приближаются к сосредоточенной емкости, определяется из условия:

Figure 00000004
где τи длительность высоковольтного импульса, с; n количество пакетов последовательно соединенных спирально намотанных секций конденсаторов, μ0 абсолютная магнитная постоянная, Гн/м; ε диэлектрическая проницаемость диэлектрика секций, Ф/м. Соединение секций в пакете осуществляется путем закладывания максимально широких выводов 3 на середину обкладок или применением нескольких пар выводов в каждой секции. Такое соединение секций приводит к значительному уменьшению индуктивности, сопротивлению обкладок и уменьшению отрицательного влияния этих величин на форму импульса. Основным индуктивным элементом в предлагаемой конструкции являются проводящие шины, по ширине равные ширине обкладок секций, выполненные для увеличения индуктивности в виде двух плоских шин с поперечными разрезами 4. Пакеты конденсаторов секций рассчитаны на полное напряжение линии и присоединяются поочередно к противоположным кромкам соответствующих плоских шин равномерно по всей их длине.The drawing shows the design of the forming line of high voltage. In the proposed design, the forming line is made in the form of two flat tires, between which are placed packages of capacitive elements 1 made in the form of serially connected spirally wound sections of capacitors 2 made by conventional technology for power capacitors. The length of the plates l, at which the sections lose the properties of the line with the distribution of parameters and approach the lumped capacity, is determined from the condition:
Figure 00000004
where τ and the duration of the high voltage pulse, s; n is the number of packets of serially connected spirally wound capacitor sections, μ 0 is the absolute magnetic constant, GN / m; ε dielectric constant of the dielectric sections, f / m. The connection of sections in the package is carried out by laying the widest conclusions 3 in the middle of the plates or by using several pairs of terminals in each section. Such a connection of the sections leads to a significant decrease in inductance, the resistance of the plates and a decrease in the negative effect of these quantities on the shape of the pulse. The main inductive element in the proposed design is conductive busbars, equal in width to the width of the section plates, made to increase the inductance in the form of two flat tires with transverse sections 4. Packages of section capacitors are designed for the total line voltage and are connected alternately to the opposite edges of the respective flat tires uniformly their entire length.

Такая конструкция ФЛ значительно улучшает форму импульса на согласованной нагрузке, приближая его по форме к прямоугольному уменьшает длительность переднего и заднего фронтов и спад на ожидаемой плоской части. Such a PL design significantly improves the shape of the pulse at a matched load, bringing it closer to a rectangular shape reduces the duration of the leading and trailing edges and decay on the expected flat part.

Claims (1)

Формирующая линия высоковольтных импульсов, содержащая последовательно соединенные LС-звенья с индуктивным элементом, выполненным в виде двух плоских шин, и пакетами емкостных элементов, которые размещены между плоскими шинами и соединены с ними соответствующими выводами, отличающаяся тем, что плоские шины снабжены поперечными прорезями, а емкостные элементы в каждом пакете выполнены в виде последовательно соединенных спирально намотанных секций конденсаторов, длина l обкладок которых выбрана из условия
Figure 00000005

где τи - длительность высоковольтного импульса, с;
n количество пакетов последовательно соединенных спирально намотанных секций конденсаторов;
μo - абсолютная магнитная постоянная, Гн/м;
ε - диэлектрическая проницаемость диэлектрика секций, Ф/м,
а выводы пакетов последовательно соединенных спирально намотанных секций конденсаторов подсоединены поочередно к противоположным кромкам соответствующих плоских шин равномерно по всей их длине.
The forming line of high-voltage pulses, containing series-connected LC-links with an inductive element made in the form of two flat buses, and packages of capacitive elements, which are located between the flat tires and connected to them by the corresponding terminals, characterized in that the flat buses are provided with transverse slots, and the capacitive elements in each package are made in the form of serially connected spiral wound sections of capacitors, the length l of the plates of which is selected from the condition
Figure 00000005

where τ and is the duration of the high voltage pulse, s;
n the number of packets of serially connected spirally wound capacitor sections;
μ o is the absolute magnetic constant, GN / m;
ε is the dielectric constant of the dielectric sections, f / m,
and the findings of the packages of series-connected spirally wound capacitor sections are connected alternately to the opposite edges of the respective flat buses uniformly over their entire length.
RU93029523A 1993-05-26 1993-05-26 High voltage shaping line for producing pulses of nanosecond and microsecond range of almost rectangular waveform RU2092971C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93029523A RU2092971C1 (en) 1993-05-26 1993-05-26 High voltage shaping line for producing pulses of nanosecond and microsecond range of almost rectangular waveform

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93029523A RU2092971C1 (en) 1993-05-26 1993-05-26 High voltage shaping line for producing pulses of nanosecond and microsecond range of almost rectangular waveform

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93029523A RU93029523A (en) 1996-04-10
RU2092971C1 true RU2092971C1 (en) 1997-10-10

Family

ID=20142719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93029523A RU2092971C1 (en) 1993-05-26 1993-05-26 High voltage shaping line for producing pulses of nanosecond and microsecond range of almost rectangular waveform

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2092971C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Накопление и коммутация энергии больших плотностей. /Под. ред. Э.И. Асиновского. - М.: Мир, 1979, с.25-29. 2. SU, авторское свидетельство, 1541758, кл. H 03 K 3/53, 1990. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6355992B1 (en) High voltage pulse generator
US6831377B2 (en) Repetitive power pulse generator with fast rising pulse
US4707619A (en) Saturable inductor switch and pulse compression power supply employing the switch
FI79764B (en) ANORDNING FOER ATT LAGRA OCH OEVERFOERA ELEKTRISK ENERGI.
FI962915A (en) Method and apparatus for plasma detonation
JPS5861843A (en) High voltage generator for ultrashort pulse
EP0215286B1 (en) High power pulse transformer for short high-voltage and/or high-current pulses
DE2306917A1 (en) INDUCTIVE CIRCUIT COMPONENTS
US5567995A (en) Multi winding spiral generator
US5621255A (en) Marx generator
RU2092971C1 (en) High voltage shaping line for producing pulses of nanosecond and microsecond range of almost rectangular waveform
US4975921A (en) Integrated prepulse circuits for efficient excitation of gas lasers
Chernyshev et al. Electroexplosive foil 500 kV current opening switch characteristics research
Cook et al. Off-resonance transformer charging for 250-kV water Blumlein
US3146391A (en) Generation of high voltage heavy current pulses
JPS6096181A (en) Pulse waveform forming line
RU2584147C1 (en) Electrostatic generator of high voltage
JP3085904B2 (en) Pulse generator
JP2820978B2 (en) Corrugated line
CA2492552C (en) Expanding system using plasma discharge
JP2820973B2 (en) Corrugated line
SU1541758A1 (en) High-voltage nanosecond pulse generator
RU2218658C2 (en) Transformer-generator unit
JPH04250608A (en) Energy storage quick discharge capacitor
SU855549A2 (en) Device for burning-through damaged place of electric cable insulation