Разрядник своими руками

[Temestry]

Всем привет. Наблюдая за "Тесла-строителями", у меня возникает некоторое удивление, конечно в положительную сторону, что есть талантливые люди, которые добиваются своих целей, беспощадно тратя свое время и силы на сборку столь загадочного устройства. Не зря же существует куча модификаций. Тема постоянно развивается http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=3&t=2533, но есть вопросы, на которые я так и не могу найти ответа, и поэтому решил создать блог, который касается вопросов только конструкций, и только разрядников!
Начитавшись различной литературы на тему "эфира" и "Теслы", у меня возник вопрос, затрагивающий мою личную неприязнь к современной науке об электричестве, для решения которого требуется эксперимент. Требовалось воссоздать катушку Тесла...или трансформатор...на базе генератора импульсных токов (ГИТ). В теории все хорошо, но на практике нужно было получить импульсы тока с более резким задним фронтом, по сравнению с передним, что у меня не получилось. "Провала" следовало ожидать: конденсатор был небольшого номинала, соединительные провода были малого сечения, но самую большую проблему составлял разрядник, который срабатывал через раз, докучал обгоранием контактов, да и был собственно...ну невзрачным.
И, собственно, поэтому прошу помощи в реализации коммутационного устройства, которое будет отличаться стабильностью, надежностью, способным коммутировать импульсные токи большой величины с функцией гашения дуги.
Выкладываю чертеж наработки...и сейчас постараюсь объяснить что требуется...
Прошу обратить внимание на электрод А, который представляет собой шар со сквозным отверстием, а так же с инициирующим электродом (инициирует слабый разряд в канале с целью создания проводящей среды между электродами А и В). Через отверстие идет завихренный поток воздуха, который участвует в первичной коммутации, охлаждении электродов, охлаждении и гашении дуги. Но этого может быть недостаточно для формирования нужного импульса - отсутствует магнитное дутье. В общем мне нужна помощь в решении вопросов эффективного гашения дуги и построения эффективного разрядника. Вот поэтому обращаюсь к обитателям форума в надежде на поддержку. Заранее спасибо.

[Temestry]

Снова привет!) После недолгих раздумий встал уже конкретный вопрос...нужно в сквозном отверстии в месте сужения канала реализовать "инициирующий разряд". Скорее напряжение буду подавать переменное, чтобы на время горения обеспечить устойчивость разряда...ну например 10 кВ. Но так же работа должна соответствовать импульсному режиму, т.е. инициирующий разряд...или другими словами, дуга в канале не должна гореть постоянно: должна характеризоваться настраиваемой скважностью и периодом. Максимальная частота импульсов, думаю, 200 - 300 Гц будет за глаза. Есть какие нибудь идеи насчет этого?)

[Философский Кот]

Есть какие нибудь идеи насчет этого?)

Статичный разрядник работает только на постоянном напряжении. Частота разряда зависит от времени заряда/разряда конденсаторов выпрямителя/умножителя и расстояния между электродами.
При переменном напряжении применяется вращающийся разрядник. Между электродами находится диск из диэлектрика, в котором на определённом расстоянии находятся замыкающие электроды (но замыкающие разрядом, а не впритык!). Частота срабатывания регулируется оборотами двигателя, который вращает диск.

[Temestry]

Приветствую, Филосовский Кот) Мне кажется, что вышло некоторое недопонимание...сейчас постараюсь на пальцах объяснить суть всего этого. В общем разрядник коммутирует батарею, заряженных постоянным током, высоковольтных конденсаторов на катушку с малой индуктивностью, создавая в ней токи импульсного характера. При заряде батареи, коммутация не должна быть самопроизвольной, а должна быть инициирована, т.е. разрядник будет управляемым. А управлять таким разрядником можно периодически создавая между электродами "А" и "В" проводящую среду. Ионизировать воздушный промежуток можно с помощью лазера, или пуская пучок плазмы в него, но это мне не под силу, да и хлопотно, да и не зачем пока) Вот решил непрерывно подавать поток воздуха сквозь один электрод ("А"), периодически ионизируя его внутри этого электрода. При достаточной концентрации ионов, их встреча с "В" теоретически должна создать проводящую среду между "А" и "В", что приведет к конечной цели - коммутации.
Но есть одно НО! В канале разрядника скорость воздуха велика и поэтому он там способен затушить что хочешь...Так вот насчет постоянного или переменного напряжения, которое я упоминал...Насколько знаю, пробой между электродами при постоянном напряжении мало того, что спонтанен, так и еще время его соизмеримо со временем разряда конденсаторов (умножителя, например), исключая всякий контроль инициирующей дуги, что делает это не перспективной системой питания управления...Что насчет источника питания переменного напряжения для контроля коммутации? Вот, например, если взять источник с частотой 1 кГц, то можно создать устойчивую дугу, которая за счет завихренного потока воздуха будет вращаться вместе с ним вокруг оси симметрии канала. Это даст хорошую ионизацию, которая потом положительно скажется на паразитных характеристиках самого разрядника. А если бы было можно запускать этот источник с регулируемым временем работы (скважностью) и периодом его срабатывания, то получим в итоге полностью настраиваемое высоковольтное устройство для коммутации импульсных токов)

[Философский Кот]

пробой между электродами при постоянном напряжении мало того, что спонтанен, так и еще время его соизмеримо со временем разряда конденсаторов (умножителя, например), исключая всякий контроль инициирующей дуги,

Да, так оно и есть... Потому делают вращающийся разрядник на моторе. Проще управлять - никак. А так, как вы это описываете - это очень сложно и требует некоторых серьёзных лабораторных условий...

Вот, например, если взять источник с частотой 1 кГц, то можно создать устойчивую дугу, которая за счет завихренного потока воздуха будет вращаться вместе с ним вокруг оси симметрии канала.

Это опять же сложно, т.к. всё страшно зависит от окружающей среды. Влажность воздуха, например, давление, температура и т.д.
С таким же успехом можно просто свечку ставить на место пробоя Предварительно растянув электроды до такого расстояния, когда дуга не зажигается, а со свечкой будет зажигаться
Ну, шутки шутками, а управлять ВВ пробоем путём принудительной ионизации газа можно, разве что, в условиях серьёзной научной лаборатории...

[Temestry]

Мне еще больше захотелось собрать и запустить это чудо)...Но я и не зря настаиваю на этой конструкции с 2-мя шарами...Была такая у меня сборка вращающегося разрядника (двигатель постоянного тока с n=5000 об/мин, диск d=200 мм и, если не ошибаюсь с 8-ю электродами на нем - болты диаметром 6), но она не удовлетворила мои потребности: время коммутации должно было быть по сравнению с периодом много меньше...на практике, где можно только регулировать скорость вращения, конденсатор в 0,3 мкф 10 кВ при рабочем в 3 кВ, который по параметрам вообще не походит для работы в таких цепях, успевал разрядится до того, как закончится перекрытие электрода (смотрел по осциллографу)...Конечно время разряда так же зависит от индуктивности всей коммутируемой цепи ( провода, разрядник, катушка индуктивности, внутренняя индуктивность конденсатора), но что же будет при правильном подборе элементов цепи, что и будет сделано, боюсь, могу предположить...сам же разрядник стабильно отработал не больше минуты из-за сильно обгоревших электродов и из-за этого произошло перенапряжение, и как следствие выход осциллографа из строя ...в общем сам не рад был, что собрал)) Сомневаюсь, что то что Вы хотите предложить мне нужно)
Как бы не была сложна это установка, я готов приложить усилия, что бы она работала, так как мне нужно. Хоть и даже она в меня вселяет страх, будучи в рабочем состоянии, но я хочу ее)...Лабораторных условий нет у меня, но готов попробовать то, от чего Вы меня так отговариваете)

[Microtech]

Я слышал про подобный разрядник, но применение у него было другое. Он применялся для коммутации заряда солидной батареи конденсаторов не перемычку из литиевой (?) проволоки. Проводились исследования возможности термоядерной реакции... Но там не было шаров. Было 2 плоскости (медь) с зазором. в одной из плоскостей были отверстия для поджигающих электродов, их было несколько. На на этой установке очень часто отказывал высоковольтный генератор для поджига. При случае, я распрошу подробности. Мой интерес к разрядникам, - был в создании проводящих покрытий на материалах, испаряя рядом с ними перемычки из проволоки.
Подобные разрядники выпускаются промышленно.
http://www.rustechgroup.ru/rus/rg_descr.htm (не реклама!)

[Temestry]

Приветствую,Microtech. Разрядники-это такая штука, коммутационные параметры которых превышают коммутационные параметры полупроводников. Не зря же к ним вообще есть интерес))). Очень полезная информация на этом сайте, но, боюсь, приобретение такой штуки сильно ударит по карману)) Если Вам интересно, могу потом выложить очень хорошую книгу с описанием техники (Техника больших импульсных токов и магнитных полей), которая использовалась в импульсных режимах (разрядник оттуда, кстати). Но все же Филосовский Кот прав, что не все так просто: если использовать такой поджиг как я хочу, то придется действительно очень хорошо подумать над выбором источника питания для инициирующего разряда из-за наличия общего электрода у двух высоковольтных источников питания ) Но в литературе вычитал такой способ: подсветка (если память не изменяет), в физике описан как фотоэффект, а в этой литературе, как что-то большее. Т.е., как предлагает Филосовский Кот, можно поставить свечку и "светить"... Но подсветка, на мой взгляд, должна быть кратковременной... К примеру, разрядник будет способен работать на частоте f=100 Гц, то период будет равен T=0,01 сек...учитывая, что время разряда tc конденсатора вместе с задержкой будет длиться миллисекунды (при определенных условиях), то можно считать, что tc<<T. Пока не известно сколько будет заряжаться кондер силовой цепи после коммутации , и думаю что подсветка, которая будет длиться больше положенного времени, может пагубно отразиться на правильной работе разрядника, спровоцировав повторный разряд конденсатора, или хуже того - устойчивую дугу...Если сделать хорошую гальваническую развязку и экран, то можно использовать и первоначальный способ, описанный мною...но я даже не представляю, какой генератор можно использовать для создания таких регулируемых кратковременных импульсов... -----_______________________________________-----_____

[Microtech]

Возможно, моя идея бредовая, так как специальных знаний по силовой импульсной технике у меня нет.
Смысл устройства - создавать пульсации давления в камере с разрядником. По идее, при снижении давления, должен происходить пробой и разряд. При повышении давления - охлаждение и гашение дуги за счёт потока воздуха. Возможно, дуга будет гореть недопустимо долго и хорошего заднего фронта тока разряда не получится.

[Temestry]

Думаю, идея то хорошая, насчет зависимости самого факта разряда от давления, но боюсь охлаждения и гашения дуги не произойдет...На подстанциях в воздушных выключателях, которые скорее уже не используются, гашение дуги реализуют подачей воздуха, заранее накопленного в соответствующих резервуарах. Но там такое давление, что при отсутствии креплений этот выключатель бы взлетел за счет реактивной тяги при отключении...шучу конечно)) но все же))... ТАк) наконец руки дошли до устройства, которое собираюсь использовать для создания воздушного потока...вообще - это жидкостный насос...Но как бы не было это печально, все же воздух он тоже может качать)) В комплекте улитка и электропривод...пока перебираю конструкцию...успехи - так себе: улитка полностью сделана из силумина, а к тому-же провалявшись эта конструкция в подвале около 10-ка лет заработала диагноз - окисление всех болтовых соединений...вот мучаюсь... выкладываю фото агрегата без верхней крышки