УВР: основные свойства и применение

Д.Ф. Алферов, В.П. Иванов, В.А. Сидоров

Введение

Развитие импульсных технологий предъявляет жесткие и противоречивые требования к коммутирующим устройствам, которые являются одним из важнейших узлов любой установки импульсной энергетики: коммутатор должен пропускать большие токи (до 500 кА) и выдерживать высокое напряжение (до 100 кВ) и при этом быть надежным, долговечным и обеспечивать экономическую эффективность технологии. Большинству из перечисленных выше требований, предъявляемых к коммутационным приборам, отвечают разрядники вакуумные управляемые (РВУ) отпаянной конструкции.

РВУ представляет собой безнакальный трехэлектродный герметизированный прибор с давлением остаточных газов, не превышающим 10-4 Па. Включение РВУ осуществляется подачей пускового импульса напряжения на управляющий электрод. Управляющий импульс напряжения вызывает пробой по поверхности диэлектрической вставки узла поджига и генерацию инициирующего искрового разряда. Искровой разряд поддерживается катодными пятнами, которые формируются вблизи поверхности диэлектрической вставки. Они являются источником сильно ионизированной металлической плазмы, которая распространяется в вакуумный зазор. Когда плазма заполняет вакуумный промежуток, разряд переходит из искровой стадии в дуговую и разрядник включается.

Металлическая плазма вакуумной дуги способна пропускать большие токи между основными электродами без их существенного разрушения. При этом падение напряжения на дуге сравнительно мало (от десятков до сотни вольт) и увеличивается с ростом тока. Вакуумный дуговой разряд сам себя поддерживает и погасает, когда ток в основной цепи спадает до нуля. Вследствие быстрой деионизации плазмы и конденсации металлического пара на электродах, вакуумный промежуток характеризуется высокой скоростью восстановления электрической прочности.

Вакуумные коммутирующие устройства сравнимы по электрической прочности c газовыми разрядниками высокого давления. Однако они имеют значительно меньший межэлектродный зазор, что позволяет существенно уменьшить габариты устройства и его индуктивность.

Мощные РВУ серийного производства уже в настоящее время широко используются в различных высоковольтных источниках питания благодаря следующим своим свойствам:

    • по сравнению и тиратронами они не требуют накала и постоянно готовы к работе;
    • по сравнению с игнитронами не требуют термостабилизации, не боятся вибрации, работают при любой ориентации в пространстве и экологически безопасны;
    • по сравнению с газоразрядными коммутаторами могут работать в широком диапазоне рабочих напряжений без изменения времени запаздывания включения;
    • по сравнению с полупроводниковыми коммутаторами обладают значительно большей мощностью на один элемент, в несколько раз дешевле, обладают большой устойчивостью в аварийных режимах работы.

Первые описания РВУ отпаянной конструкции были предложены в 60-е годы [1]. Однако в то время они не нашли широкого применения. В последние годы, в связи с совершенствованием технологии производства вакуумных коммутирующих устройств и лучшим пониманием физики вакуумного инициируемого разряда, работа в этом направлении возобновилась в различных научных центрах мира [2,3,4]. Во Всероссийском электротехническом институте (ВЭИ) работа по разработке РВУ была начата в 80-e годы. В начале 90-х годов она была продолжена в ООО «ВЭИ-АВИС». К настоящему времени разработано несколько типов РВУ отпаянной конструкции [5-8] (см. таблицу 1), и освоено их мелкосерийное производство. В данной работе представлены основные свойства РВУ, разработанных в ООО «ВЭИ-АВИС», и рассмотрены возможные области их применения.

Сильноточные РВУ

Для многократных сильноточных коммутаций в диапазоне токов 5 – 500 кА с величиной передаваемого заряда в импульсе от 40 до 300 Кл и более при рабочем напряжении 1 – 30 кВ наиболее перспективным представляется использование РВУ со стержневой электродной системой типа РВУ-43, РВУ-47 и РВУ-45 [8]. Прогрессу в разработке данных типов РВУ способствовали исследования физических процессов, определяющих инициацию и развитие сильноточного вакуумного разряда в стержневой электродной системе.

Развитие сильноточной вакуумной дуги в стержневой электродной системе

С целью изучения физических процессов, определяющих инициацию и развитие сильноточного импульсного вакуумного разряда в стержневой электродной системе, были проведены исследования динамики свечения плазмы в разрядных промежутках и пятен на электродах с помощью высокоскоростного фоторегистратора СФР [9,10]. Исследуемая электродная система с медными стержневыми электродами размещалась в разборном макете вакуумной камеры под постоянной откачкой. Одновременно с регистрацией СФР-грамм измерялись ток разряда и напряжение на камере. Исследования проводились на сильноточном стенде в диапазоне токов 10–100 кА [9].

На рис.1 представлены фотографии свечения разрядной плазмы, полученные при экспозиции кадра в течение всего импульса тока, который имел униполярную форму с длительностью фронта ~ 140 мкс и спадом ~1 мс. Здесь вверху расположен анодный, а внизу катодный узел электродной системы. Отметим, что при малых амплитудах тока Im»5 кА (рис.1,а) основная часть свечения сосредоточена вблизи основания катода (в основном между узлом поджига в центре катода и торцом анодного стержня). При увеличении амплитуды тока до Im»15 кА значительная часть свечения наблюдается уже в видимом межстержневом зазоре (рис.1,б). В случае Im»27 кА свечение заполняет практически весь видимый межстержневой зазор (рис.1,в), а возможно и соседние межстержневые зазоры. При этом свечение вблизи узла поджига становится малозаметным.

Из анализа данных, полученных с помощью высокоскоростной фоторегистрации (длительность экспозиции каждого кадра ~ 16 мкс), следует, что сильноточный разряд быстро переходит от узла поджига в межстержневые промежутки. Это явление наблюдается в фиксированном диапазоне мгновенных значений токов разряда I~ (5-9) кА и практически не зависит от скорости его нарастания в диапазоне dI/dt = 107 – 109 A/c. В процессе измерений установлена четкая корреляция между моментом появления резкого спада напряжения на вакуумной дуге и моментом образования нового разрядного канала в межстержневом промежутке (см., например, рис. 2) [9].

С ростом тока, после перехода разряда в межстержневой промежуток, наблюдается размножение катодных пятен вдоль линии, параллельной оси электродной системы, размножение разрядных каналов в соседние межстержневые промежутки и циклическое образование и погасание анодных пятен. Образование анодных пятен приводит к расширению занятой катодными пятнами области на поверхности катодного стержня напротив анодного пятна. Все эти процессы сопровождаются характерными изменениями напряжения на дуге, что позволяет интерпретировать поведение вакуумной дуги по характеру изменения напряжения. Образование анодных пятен происходило на фронте импульса при мгновенных значениях тока I ~ 25-50 кА [10]. Мгновенное значение тока, при котором наблюдалось появление анодных пятен, практически не зависит от начальной скорости нарастания тока dI/dt ~ 107 – 109 А /с и имеет статистический характер.

Наблюдаемые особенности поведения сильноточной вакуумной дуги в стержневой электродной системе обусловлены влиянием магнитного поля, которое формируется током, протекающим по стержневым электродам [11]. Так, динамика катодных пятен в межстержневом зазоре в значительной степени определяется поперечной составляющей магнитного поля, влияние которой максимально при протекании основной части тока в одном межстержневом зазоре. Продольная составляющая магнитного поля становится существенной, когда ток начинает протекать по всем стержневым электродам. По-видимому, именно влиянием продольной составляющей магнитного поля можно объяснить увеличение однородности заполнения пятнами рабочей поверхности катодных стержней с ростом тока и сравнительно большие пороговые токи образования анодного пятна.

Сокращение длительности неустойчивой фазы развития разряда, наблюдаемое при высокой скорости нарастания тока, обусловлено быстрым размножением разрядных каналов по всем межстержневым промежуткам. Этот эффект обеспечивает хорошую коммутационную способность РВУ со стержневой электродной системой в сильноточном режиме, что позволило повысить коммутируемые токи в такой системе до 500кА.

Описание сильноточных РВУ

Разрядник типа РВУ-43 успешно используется в широком диапазоне импульсных токов от 50 кА до 200 кА. Однако применение данного типа РВУ для коммутации импульсных токов с количеством электричества в импульсе не более 40 Кл представлялся нам нерациональным. Для этого режима целесообразно разработать более компактный разрядник меньшей стоимости. С другой стороны имеется потребность в РВУ на более высокие предельные токи до 500 кА.

Выполненный цикл исследований поведения сильноточной импульсной вакуумной дуги в стержневой электродной системе позволил определить требования к конструкции электродов в зависимости от режимов их использования, и послужил основой для проектирования новых типов разрядников РВУ-47 и РВУ-45. Эти разрядники отличаются конструктивным исполнением стержневой электродной системы и своими предельными параметрами. Электродная система разрядников выполнена из композиции CuCr (50/50). Технические характеристики новых РВУ представлены в таблице 1, где для сравнения приведены данные для РВУ-43. Фотографии этих разрядников показаны на рис. 3.

Основные параметры РВУ

  RVU-31 RVU-43 RVU-45* RVU-47 RVU-71 RVU-73C
Максимальное напряжение, кВ 50 30 25 25 25 20
Рабочие напряжение, кВ 0,5-40 0,5-30 0,5-25 0,5-25 0,5-25 0,5-15
Рабочий ток, кА 0,2-60 10-300 10-500 10-200 0,02-20 00,2-50
Максимальное количество электричества в импульсе, Кл 1,0 120 300 40 0,1 4
Время восстановления электрической прочности, мкс 30 100 100 100 10 10
Ресурс (число включений) 105-106 104 - 104 105-106 5•105
Напряжение поджига, кВ 8 5 5 5 6 5
Ток поджига, не менее, А 50 1000 1000 1000 20 100
Длительность тока поджига, не менее, мкс 0,2 5,0 5,0 5,0 0,05 0,2
Частота, не более, Гц 50 0,02 0,02 0,02 100 10
Габаритные размеры:            
диаметр, мм 102 144 162 122 63 50
высота, мм 195 195 225 193 103 104
масса, кг 3,5 7,0 10,0 5,0 2,5 0,4

* - опытный образец

Для всех представленных РВУ требуется напряжение поджига не менее 5 кВ. Ток поджига должен иметь форму затухающей синусоиды с амплитудой первой полуволны не менее 1 кА. Максимальный ресурс РВУ обеспечивается при определенном выборе длительности тока поджига в зависимости от формы импульса основного тока. Минимальная длительность тока поджига ~ 5 мкс при длительности фронта основного тока более 10 мкс.

Испытания РВУ проводились на сильноточном импульсном стенде, состоящем из батареи конденсаторов емкостью 12,4 мФ на максимальное напряжение 3 кВ. Конденсаторная батарея включает в себя восемь параллельных практически идентичных секций, шунтированных диодными блоками для формирования униполярного импульса тока. Каждая секция подсоединялась к испытуемому РВУ с помощью сильноточного малоиндуктивного кабеля. Результирующая индуктивность разрядного контура составляла ~ 1,5 мкГн. При включении РВУ через него протекал ток с фронтом ~ 130 мкс, длительностью спада ~ 1 мс и максимальной амплитудой до 300 кА. В этом режиме испытаний длительность тока поджига составляла ~ 15 мкс.

Вольт-амперные характеристики РВУ, измеренные при амплитудном значении тока Im, представлены на рис. 4. В каждом цикле измерений при заданном напряжении на конденсаторной батарее производилось пять коммутаций и определялось среднее значение напряжения U, и максимальный разброс данных измерений. Из рис. 4 следует, что падение напряжения и, соответственно, рассеиваемая в РВУ энергия меньше в РВУ-47 по сравнению с РВУ-45. Данный результат может быть обусловлен более высокой индукцией продольного магнитного поля в РВУ-47, чем в РВУ-45. При токах 150-300 кА среднее падение напряжения в РВУ-45 практически не меняется с ростом тока, и составляет ~170 В. Следует отметить, что вольт-амперные характеристики разрядников РВУ-45 и РВУ-43 с CuCr электродами в диапазоне токов 20-200 кА примерно совпадают [6,7].

Испытания РВУ-45 в режиме высоковольтных коммутаций импульсных токов с амплитудой до 500 кА были проведены на высоковольтном стенде, содержащем конденсаторную батарею емкостью 145 мкФ на максимальное напряжение 40 кВ. Батарея состоит из шести параллельных секций, подсоединенных к испытуемому РВУ с помощью высоковольтных кабелей. Это позволило уменьшить индуктивность разрядного контура до ~ 0,4 мкГн. При включении РВУ через него протекал затухающий синусоидальный импульс тока с периодом ~ 48-50 мкс. Испытания проводились при напряжении ~25 кВ, что соответствует амплитуде тока 450-500 кА. Было выполнено ~ 1000 коммутаций без заметного изменения электрических характеристик РВУ.

Электрическая прочность внутренней изоляции разрядников измерялась после пропускания через РВУ тока с амплитудой Im~150 кА. Измерения проводились при приложении напряжения частотой 50 Гц после каждых 25 коммутаций [12].

Экспериментальные данные для разрядников РВУ-45 и РВУ-47 представлены на вероятностной координатной сетке для вейбулловского закона распределения (Рис.5) [13]. Видно, что эмпирическое распределение вероятности напряжения пробоя разрядников РВУ-45 и РВУ-47 удовлетворительно аппроксимируется вейбулловским законом распределения. Аналогичная зависимость была получена ранее [6,7] и для РВУ-43.

Надежность отключения РВУ при первом переходе тока через нулевое значение слабо зависит от типа РВУ, и определяется, в основном, скоростью подхода тока к нулю, величиной тока и скоростью роста восстанавливающегося напряжения. Из анализа результатов испытаний следует, что для обеспечения вентильных свойств РВУ скорость подхода тока к нулю не должна существенно превышать 100 А/мкс (см. также [14,15]). Повысить отключающую способность РВУ даже после сильноточной коммутации с анодными пятнами можно путем уменьшения скорости подхода тока к нулю или созданием паузы между нулем тока и началом приложения напряжения. Затягивание спада тока происходит в кроубарном режиме, или при подсоединении последовательно с промежутком насыщающегося дросселя (см. например [16,17]) или нелинейного резистора [18].

Высоковольтный сильноточный коммутатор

Как видно из таблицы 1, рабочее напряжение сильноточных РВУ не превышает 25-30 кВ. Однако часто возникает потребность в сильноточных коммутирующих устройствах на более высокие напряжения, например в электроэнергетике [16,17].

Существенно повысить рабочее напряжение можно путем последовательного соединения нескольких РВУ. Для реализации этого предложения был спроектирован и изготовлен высоковольтный сильноточный коммутатор, состоящий из двух последовательно соединенных вакуумных разрядников типа РВУ-43 с CuCr электродами (рис.6).

Коммутатор предназначен для коммутации сравнительно длинных (до 10 мс) импульсов тока при напряжении до 80 кВ. В блоке запуска предусмотрена возможность повторной генерации импульса поджига при переходе основного тока через нулевое значение, чтобы обеспечить надежное пропускание второй полуволны тока.

Электрическая прочность коммутатора измерялась по описанной выше методике. После пяти коммутаций тока ~20 кА измерялось напряжение пробоя коммутатора и напряжение на одном из разрядников в момент пробоя. Деление напряжения по разрядникам, вследствие присоединения статического киловольтметра к одному из РВУ, было неравномерным, и составляло примерно 1/3 к одному РВУ и 2/3 к другому.

Результаты измерений представлены на вейбулловской координатной сетке (рис.7). Здесь совокупности точек 1 и 2 представляют эмпирические функции распределения напряжения пробоя каждого РВУ, а совокупность точек 3 представляет эмпирическую функцию распределения напряжения пробоя коммутатора.

Там же построены аппроксимирующие экспериментальные данные прямые 1 и 2, изображающие вейбулловские функции распределения с параметром сдвига 30 кВ. Пробой коммутатора происходит в результате пробоя одного из РВУ и последующего пробоя другого РВУ, или в результате одновременного пробоя двух РВУ. Из этого условия можно представить вероятность пробоя коммутатора Fk при напряжении U = U1 + U2 в виде

Fk (U) = F1(U1)F2(U)+F1(U)F2(U2)+F1(U1)F2(U2)[1-F1(U)-F2(U)],

где F1(U) – вероятность пробоя первого РВУ, F2(U) – вероятность пробоя второго РВУ, U1 и U2 – напряжения в момент пробоя на первом и втором РВУ соответственно. Рассчитанная таким образом вероятность Fk(U) при U1 = 1/3U и U2 = 2/3U показана на рис.7 (кривая 4). Видно, что расчетная кривая удовлетворительно согласуется с экспериментальными данными. На рис.7 приведена также зависимость Fk(U), рассчитанная при равномерном делении напряжения (U1 = U2) – кривая 5. Из данных, приведенных на рис.7, следует, что даже в случае неравномерного деления напряжения пробой коммутатора с вероятностью менее 1% происходит при напряжении ~ 60 кВ.

В случае равномерного деления напряжения электрическая прочность коммутатора при той же вероятности пробоя увеличивается примерно на 20 кВ. Более детальный анализ зависимости электрической прочности коммутатора от неравномерности деления напряжения на разрядниках является предметом дальнейших исследований.

Высоковольтный РВУ

Наибольшей электрической прочностью (максимальное напряжение 50 кВ) обладает разрядник типа РВУ-31, разработанный для коммутации малоиндуктивных цепей со скоростью роста тока до 1011 А/с и длительностью импульса тока до сотни микросекунд (см. таблицу 1 и рис. 8). Этот разрядник является усовершенствованной модификацией РВУ-3 [19], и отличается более высоким выдерживаемым напряжением. Электродная система разрядника выполнена из композиции CuCr и состоит из двух дисковых электродов специальной формы, разделенных зазором ~ 5 мм. Для уменьшения времени запаздывания включения разрядника, и улучшения его стартовых характеристик узел поджига содержит два последовательно включенных поджигающих промежутка, образованных поджигающим электродом, двумя диэлектрическими вставками и металлической вставкой между ними.

Электрическая прочность внутренней изоляции разрядника РВУ-31 была определена после коммутаций тока с амплитудой ~ 10 кА с периодом ~ 20 мкс. Напряжение первого пробоя измерялось при приложении напряжения частотой 50 Гц на основные электроды. Экспериментальные данные, нанесенные на вероятностную координатную сетку для вебулловского закона распределения, представлены на рис. 9. На этом рисунке точки показывают экспериментальные значения, сплошная линия (кривая 1) – аппроксимация экспериментальных значений. Согласно рис. 9, напряжение пробоя РВУ-31, также как и в случае сильноточных РВУ, удовлетворительно аппроксимируется веыбулловским законом распределения.

Малогабаритные РВУ

В последние годы в связи с развитием электроразрядных технологий и использованием электрического разряда в медицине возникла необходимость в разработке новых РВУ, способных многократно (до 106 срабатываний) коммутировать сравнительно короткие от единиц до десятков микросекунд импульсы тока с количеством электричества несколько кулон при напряжении до 20 кВ. Для этих целей были разработаны малогабаритные разрядники типа РВУ-71 и РВУ-73С (см. таблицу 1). Разрядник РВУ-71, разработанный на базе разрядника РВУ-7[20], выполнен в металлокерамическом корпусе. В этом разряднике также как и в РВУ-31 используется каскадный узел поджига. В разряднике РВУ-73С используется стержневая электродная система, которая размещена в стеклянном корпусе. Фотографии этих разрядников представлены на рис. 10.

Применение РВУ

Большой диапазон рабочих напряжений и низкий порог срабатывания по напряжению дают возможность использовать РВУ в режиме кроубара для получения однополярных импульсов в индуктивной нагрузке. Малый разброс времени запаздывания включения и большой диапазон рабочих напряжений допускают синхронное параллельное включение большого числа (десятки) разрядников на нагрузку [21]. Имеется положительный опыт последовательного соединения РВУ.

Традиционной областью применения РВУ является подключение высоковольтных емкостных накопителей энергии к нагрузке. Это мощные электрофизические установки и различные электроимпульсные технологии. В этой области, разработанные в ООО «ВЭИ-АВИС», разрядники уже получили признание и находят широкое применение.

Так сильноточные разрядники типа РВУ-43 и РВУ-47 успешно используются как у нас в стране, так и за рубежом на мощных импульсных установках. Разрядник типа РВУ-71 используется для коммутации контура противотока в вакуумных выключателях постоянного тока. В последнее время все более широким спросом пользуется малогабаритный разрядник РВУ-73С, в частности, для использования в электроразрядных технологиях.

Другим перспективным направлением является использование РВУ для быстродействующей защиты нагрузки от токов короткого замыкания и от перенапряжений. Например, в [22] описано устройство для защиты мощных высоковольтных электровакуумных приборов от повреждений при пробоях, которое шунтирует нагрузку в аварийном режиме. Использование нескольких (два или три) последовательно соединенных разрядников типа РВУ-31, позволило создать надежные и недорогие устройства защиты, работающие в широком диапазоне рабочих напряжений до 120 кВ.

Помимо традиционной области становится актуальным использование быстродействующих коммутирующих устройств в электроэнергетике и в промышленной энергетике [16,17]. В настоящее время в сетях среднего напряжения до 110 кВ широко применяются вакуумные выключатели на основе вакуумных дугогасительных камер. Однако минимальное время включения таких аппаратов составляет ~ 15 – 20 мс. Повысить быстродействие вакуумных коммутирующих устройств, сохраняя их способность длительно выдерживать номинальные токи, позволяет комбинация РВУ с вакуумными выключателями.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
  • Вакуумные дуги. Теория и приложения /Под ред. Дж. Лафферти. –М.: Мир, 1982. С.428.
  • McNab I.R. Developments in Battlefield Power Technology. - Proc. 12th Intern. Pulsed Power Conf., Monterey, USA, June 1999, P.359-363.
  • Bower S., Cook K.G., Jones F.J., Pirrie C.A. Preliminary Study into the Magnetically Assisted Blocking of Reverse Current in a Cold Cathode High Current Vacuum Switch. - Proc. 12th Intern. Pulsed Power Conf., Monterey, USA, June 1999, P. 1141-1144.
  • Junjia H., Jiyan Z., et al. A High-capacity Triggered Vacuum Switch with Single Axial Magnetic Field Electrode. - IEEE Trans. Magnetics, 1999. V. 35. № 1. P. 352-353.
  • Алферов Д.Ф., Воздвиженский В.А., Сидоров В.А. Состояние разработок управляемых вакуумных разрядников в ВЭИ им. В.И. Ленина и перспективы их применения. - Электротехника, 1996. № 8. С. 45-49.
  • Алферов Д.Ф., Иванов В.П., Сидоров В.А. Сильноточные вакуумные коммутирующие устройства для мощных накопителей энергии. - ПТЭ, 1998, №5, С. 83-90.
  • Alferov D.F., Ivanov V.P., Sidorov V.A. High Current Vacuum Switching Devices for Power Energy Storages. - IEEE Trans. on Magnetics, 1999, V.35, №1, P. 323-327.
  • Алферов Д.Ф., Иванов В.П., Сидоров В.А., Федоров В.В. - Новое поколение сильноточных вакуумных управляемых разрядников. - Прикладная физика, 2001. № 4. С.41-48.
  • Alferov D.F., Sidorov V.A. High-Current Vacuum Arc Evolution in a Six-Gap Rod Electrode System. - Pros. XIX-th Intern. Symp. ISDEIV, Xi’an, China, Sept. 2000, P. 319-322.
  • Alferov D.F., Nevrovsky V.A., Sidorov V.A. Anode Erosion of a High-Current Multigap Vacuum Triggered Switch. - Pros. XIX-th Intern. Symp. ISDEIV, Xi’an, China, Sept. 2000, P. 515-518.
  • Алферов Д.Ф., Лукацкая И.А., Селикатова С.М., Сидоров В.А. Исследование распределения магнитного поля в вакуумных управляемых разрядниках. - Прикладная физика, 2001. № 4. С. 35-41.
  • Сидоров В.А., Алферов Д.Ф. Электрическая прочность сильноточных вакуумных управляемых разрядников. - ПТЭ, 2001, №1, С. 92-100.
  • Хаушильд В., Мош В. Статистика для электротехников в приложении к технике высоких напряжений. Л.: Энергоатомиздат. 1989.
  • Алферов Д.Ф., Воздвиженский В.А., Сибиряк И.О., Сидоров В.А. – Вакуумный управляемый разрядник с пространственно чередующимися стержневыми электродами. - ПТЭ, 1990. № 5. С.139-142.
  • Pappas J.A., Pish S.P., Salimas M.J. Characterization of Triggered Vacuum Switches for High Current Operation. - IEEE Trans. on Magnetics, 1999, V.35,№1,P.367-371.
  • Alferov D.F., Belkin G.S., Budovsky A.I., Dorf G.A., Ivanov V.P., Sidorov V.A. New Types of Triggered Vacuum Switching Devices for Fast Synchronized Load Commutation. - Proc. of CIGRE Symp., Paris, Aug. 1998, P. 13-108.
  • Алферов Д.Ф., Белкин Г.С., Будовский А.И., Иванов В.П., Сидоров В.А., Дорф Г.А. Применение быстродействующих управляемых коммутирующих устройств в электроэнергетике. - Электричество, 1998, №7, С. 2-8.
  • Демидов Б.А., Ивкин М.В., Петров В.А., Фанченко С.Д. Повышение надежности работы сильноточных импульсных ускорителей при помощи нелинейных сопротивлений. - ПТЭ, 1975. № 3. С. 37-38.
  • Воздвиженский В.А., Сидоров В.А. Вакуумный управляемый разрядник отпаянной конструкции РВУ-3. - ПТЭ, 1992. № 4. С. 104-111.
  • Алферов Д.Ф., Воздвиженский В.А. Сидоров В.А., Малогабаритный частотный вакуумный управляемый разрядник РВУ-7. - ПТЭ, 1995. № 1. С. 98-108.
  • Фридман Б.Э., Благодатов И.Г., Варава Н.И., Карижский А.П., Лекс А.Г., Рутберг Ф.Г., Стогов А.Ю., Стогов В.С. - ПТЭ, 2001. № 3. С. 93-97.
  • Матвеев Н.В., Иванников И.А., Хабаров Д.А. Быстродействующая защита нагрузки от токов короткого замыкания на управляемых вакуумных разрядниках. - Прикладная физика, 2001.№ 4.С.49-58.

Фотографии свечения плазмы вакуумной дуги в стержневой электродной системе

Рис. 1. Фотографии свечения плазмы вакуумной дуги в стержневой электродной системе: а) – Im = 5 kA, б) - Im = 15 kA, в) - Im = 27 kA.

Осциллограммы тока и напряжения

Рис. 2. Осциллограммы тока I и напряжения U : Iк – ток, при котором образуется новый разрядный канал в межстержневом промежутке.

Фотографии сильноточных РВУ

Рис. 3. Фотографии сильноточных РВУ

Рис. 4. Вольт-амперные характеристики РВУ-45 ( ¦ ) и РВУ-47 (·).

Электрическая прочность РВУ-45 и РВУ-47

Рис. 5. Электрическая прочность РВУ-45 ( + ) и РВУ-47 ( ? ).

Фотография высоковольтного вакуумного коммутатора

Рис. 6. Фотография высоковольтного вакуумного коммутатора.

Рис. 7. Электрическая прочность коммутатора:

  1. совокупность экспериментальных точек первого РВУ-43,
  2. совокупность экспериментальных точек второго РВУ-43,
  3. совокупность экспериментальных точек коммутатора при неравномерном делении напряжения, 4 – расчет для неравномерного деления напряжения,
  4. расчет для равномерного деления напряжения.

Фотография РВУ-31

Рис.8. Фотография РВУ-31.

Электрическая прочность РВУ-31

Рис. 9. Электрическая прочность РВУ-31: ( ¦ ) - эксперимент, U0 = 40 кВ

Фотографии РВУ-71 и РВУ-73С

Рис. 10. Фотографии РВУ-71 и РВУ-73С