Твердотельный разрядник для систем формирования импульса тока в низкоимпедансных нагрузках индуктивных накопителей электромагнитной энергии
Базанов А.А.1, Шайдуллин В.Ш.1, Ерофеев А.Н.1
1Российский федеральный ядерный центр --- Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, Саров, Нижегородская обл., Россия
Email: aab@elph.vniief.ru
Поступила в редакцию: 19 августа 2021 г.
В окончательной редакции: 23 марта 2022 г.
Принята к печати: 25 марта 2022 г.
Выставление онлайн: 22 апреля 2022 г.
Рассмотрено применение твердотельного разрядника с прикатодным локализованным усилением электрического поля, работающего в паре с открывающим ключом индуктивного накопителя, для формирования быстронарастающего импульса тока в низкоимпедансной нагрузке. Указаны физические факторы, приводящие к повышению эффективности обострения импульса. Предложен вариант технического исполнения разрядника. Изложена методика определения его параметров в зависимости от требований и условий эксперимента. Приведены результаты экспериментов на стационарной установке, демонстрирующие возможность генерации в нагрузках индуктивностью ~10 nH мегаамперных импульсов тока с фронтом нарастания ~ 100 ns. На основании полученных результатов рекомендовано использование разрядников этого типа для формирования мультимегаамперных импульсов тока с субмикросекундным фронтом нарастания (вплоть до ~100 ns) для индуктивных накопителей энергии, в частности, таких, как взрывомагнитные (магнитокумулятивные) генераторы, в схемах с низкоимпедансными нагрузками. Ключевые слова: твердый (конденсированный) диэлектрик, задержка пробоя, перенапряжение.
- Магнито-кумулятивные генераторы --- импульсные источники энергии. Ред. В.А. Демидов, Л.Н. Пляшкевич, В.Д. Селемир (РФЯЦ-ВНИИЭФ, Саров, 2019), с. 6-97
- S.G. Garanin, A.V. Ivanovsky, L.S. Mkhitariyan. Nuclear Fusion, 51, 103010 (2011)
- С.Г. Гаранин, А.В. Ивановский. ПМТФ, 56 (1), 7 (2015)
- H.C. Early, F.J. Martin. Rev. Sci. Instrum., 36 (7), 1000 (1965)
- J.N. DiMarco, L.C. Burkhardt. J. Appl. Phys., 41 (9), 3894 (1970)
- Г.А. Месяц. Импульсная энергетика и электроника (Наука, М., 2004)
- Г.А. Воробьев, Ю.П. Похолков, Ю.Д. Королев, В.И. Меркулов. Физика диэлектриков ( область сильных полей) (ТПУ, Томск, 2003)
- Ю.П. Райзер. Физика газового разряда (Наука, М., 1987)
- Б.И. Сажин, А.М. Лобанов, О.С. Романовская, М.П. Эйдельмант, С.Н. Койков. Электрические свойства полимеров (Химия, Л., 1977), изд. 2-е, пер
- Ю.Н. Вершинин. ЖТФ, 59 (2), 158 (1989)
- Ю.Н. Вершинин. Электронно-тепловые и детонационные процессы при электрическом пробое твердых диэлектриков (УрО РАН, Екатеринбург, 2000)
- Физические величины: Справочник. Ред. И.С. Григорьев, Е.З. Мейлихов (Энергоатомиздат, М., 1991), с. 148
- И.Ф. Пунанов, Р.В. Емлин, В.Д. Куликов, С.О. Чолах. ЖТФ, 84 (4), 35 (2014)
- Р.В. Емлин, В.А. Белоглазов. Тр. 6-й научной школы "Физика импульсного воздействия на конденсированные среды" (Николаев, 1993), с. 195
- Г. Кнопфель. Сверхсильные импульсные магнитные поля (Мир, М., 1972), с. 165. [H. Knoepfel. Pulsed High Magnetic Fields (North-Holland, Amsterdam, 1970), Ch. 6.]
- В.А. Бурцев, Н.В. Калинин, А.В. Лучинский. Электрический взрыв проводников и его применение в электрофизических установках (Энергоатомиздат, М, 1990)
- А.Б. Андрезен, В.А. Бурцев, А.Б. Продувнов. ЖТФ, 45 (2), 294 (1975)
- V.K. Chernyshev, A.I. Kucherov, A.B. Mezhevov, A.A. Petrukhin, V.V. Vakhrushev. Electroexplosive foil 500 kV Сurrent Opening Switch Characteristics Research. Digest of Technical Papers: 11-th IEEE International Pulsed Power Conference. V. II, 1997, P. 1208-1212
- Изобретение, RU 2 746 052 С1, МПК H01H 39/00, МПК H01H 35/00. "Способ формирования импульса тока в нагрузке индуктивного накопителя электромагнитной энергии". А.А. Базанов. Приоритет от 10.08.2020. Опубликовано 06.04.2021, Бюл. N 10
- А.А. Базанов, Е.И. Бочков, С.Г. Гаранин, П.В. Дудай, А.А. Зименков, А.В. Ивановский, К.Н. Климушкин, В.М. Комаров, А.И. Краев, В.Б. Куделькин, В.И. Мамышев, И.В. Морозов С.М. Полюшко, А.Н. Скобелев, З.С. Цибиков, Е.В. Шаповалов. ДАН, 489 (4), 355 (2019)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.