автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Управляемый вакуумный разрядник с высокой отключающей способностью

На правах рукописи

Бунин Роман Алексеевич

УПРАВЛЯЕМЫЙ ВАКУУМНЫЙ РАЗРЯДНИК С ВЫСОКОЙ ОТКЛЮЧАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ

Специальность 05.09.01 - Электромеханика и электрические

аппараты

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

6 НОЯ 2014

Москва —2014

005554576

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ"

Научный руководитель: Белкин Герман Сергеевич,

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Беляев Владимир Львович,

доктор технических наук, профессор Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», профессор кафедры электротехники, электроэнергетики, электромеханики

Егоров Евгений Григорьевич, кандидат технических наук ФГБОУ ВПО «ЧГУ им. И.Н. Ульянова», Заведующий кафедрой "Электрические и электронные аппараты"

Ведущая организация: Федеральное государственное

автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Защита диссертации состоится 11.12.2014 в 16:00 на заседании диссертационного совета Д 512.002.01 при ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» по адресу: 115201, Москва, Каширское шоссе, д.22, корп. 3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» по адресу ntc-power.ru.

Автореферат разослан

Учёный секретарь диссертационного совета Д 512.002.01,

Д.Т.Н., ст.н.с.

Общая характеристика работ

Актуальность работы. Развитие промышленного и жилищного сектора экономики, а также экономики в целом, тесно связано с развитием электроэнергетических систем и энергетических сетей, вследствие роста потребляемых мощностей для нужд предприятий и инфраструктуры мегаполисов. Это приводит к соответствующему увеличению генерируемых мощностей, усилению связей с соседними энергосетями и созданию крупных объединенных систем, охватывающих не только территории отдельных стран, но и целые континенты. Неизбежным следствием такого развития является рост токов короткого замыкания (КЗ).

Максимальный уровень токов короткого замыкания, определяющий требования к электрическим аппаратам и оборудованию, становится критическим параметром, затрудняющим развитие электрических систем, поэтому на сегодняшний день происходит активное исследование и разработка токоограничивающих устройств (ТОУ) и мероприятий по ограничению уровней токов КЗ.

Одним из вариантов решения проблем токоограничения может стать высоковольтный быстродействующий коммутатор (ВБК). Такое устройство устанавливается на подстанции параллельно группе защищаемых выключателей. Принцип работы такого аппарата заключается в шунтировании КЗ, то есть в создании искусственного короткого замыкания, которое делит аварийный ток КЗ между цепью защищаемого выключателя и цепью ВБК, тем самым снижая ток в защищаемой ветви. Это позволяет отключить аварийный ток КЗ при наиболее благоприятных для сетевого выключателя условиях (ограниченное значение тока КЗ и отсутствие восстанавливающегося напряжения в момент отключения), после чего ВБК отключает сопровождающий ток КЗ.

Таким образом, ВБК представляет собой коммутационное устройство, одновременно выполняющее функции короткозамыкателя и выключателя, то есть к нему применяются следующие требования:

- ВБК должен быть способен быстро включать (единицы миллисекунд) и проводить токи КЗ в течение определённого времени (десятки и сотни миллисекунд);

— ВБК должен быть способен отключать токи КЗ и выдерживать восстанавливающееся и рабочее напряжение.

Такие устройства наиболее актуальны для сетей 110 кВ и выше, с токами КЗ 63 кА и более. Такого рода устройства позволяют существенно повысить живучесть систем распределения электрической энергии без увеличения отключающей способности существующих выключателей. При этом одной из основных задач при реализации таких ТОУ является выбор и проектирование используемого коммутационного элемента ВБК.

Наиболее перспективным прибором для использования в качестве коммутирующего элемента ВБК является управляемый вакуумный разрядник (РВУ). Это вакуумный коммутационный прибор, позволяющий производить коммутацию токов большой величины, и, по выполняемым функциям, представляет собой аналог тиристора, у которого есть два основных и один управляющий электрод, при подаче сигнала управления на который происходит включение основной цепи. Впервые концепция управляемого вакуумного разрядника была предложена в 60-х годах прошлого столетия. Сегодня такие устройства разрабатываются и производятся в нескольких научных центрах мира и имеют широкий спектр параметров и конструкций.

На сегодняшний день, РВУ используются для коммутации больших емкостных нагрузок в мощных электрофизических и промышленных установках. При этом в энергетике применение РВУ ограничено и не существует моделей разрядников, рассчитанных для работы в высоковольтных сетях 50 Гц, обеспечивающих полное удовлетворение указанным выше (110 кВ, 63 кА) параметрам на один элемент, как по току, так и по напряжению. Поэтому ВБК должен содержать вакуумный модуль из последовательно-параллельно соединенных РВУ. Для уменьшения числа последовательно-параллельно соединенных элементов необходимо повышение предельных параметров РВУ.

В данной работе исследованы и предложены методы увеличения отключающей способности и электрической прочности РВУ для возможности реализации ВБК, а также существенного расширения области применения управляемых вакуумных разрядников.

Таким образом, задача повышения предельных параметров РВУ является актуальной и позволит не только расширить область их применения, но и создать принципиально новые устройства электротехники и электроэнергетики.

Цель работы. Целью данной работы является исследование и разработка методов повышения отключающей способности и электрической прочности РВУ для реализации высоковольтного быстродействующего коммутатора для электрических сетей 1 ЮкВ, а также расширения области применения РВУ.

Основные задачи:

1. Экспериментальное и теоретическое исследование отключающей способности РВУ. Определение влияния параметров испытательного стенда на работу РВУ. Разработка методики использования экспериментально полученных данных для проектирования и разработки вакуумных коммутационных аппаратов;

2. Расчёт распределения магнитного поля в межэлектродном зазоре РВУ при различных конфигурациях электродов и определение влияния магнитного поля на процесс горения вакуумной дуги;

3. Анализ данных, полученных в результате экспериментов и расчётов. Разработка феноменологической модели развития сильноточного вакуумного разряда

в стержневой электродной системе. Создание методики расчёта отключающей способности РВУ в частотно-импульсном режиме работы;

4. Исследование электрической прочности РВУ. Разработка методики расчёта электрической прочности РВУ со стержневой электродной системой. Экспериментальное изучение электрической прочности РВУ. Определение рекомендаций по повышению электрической прочности РВУ;

5. Разработка методики расчёта электрической прочности последовательно-параллельного соединения РВУ.

Методы исследования. Для экспериментального исследования использовался высоковольтный сильноточный стенд с емкостным накопителем, а также испытательный стенд «ТИ-12» ФГУП ВЭИ им. В.И. Ленина, оснащенные современными системами диагностики электрических сигналов. При решении поставленных задач использовались методы статистической обработки экспериментальных данных, методы теории электрических цепей, решение дифференциальных уравнений численными методами, а также современные программные комплексы расчёта полевых задач методами конечных элементов.

Научная новизна:

1. Впервые проведены исследования процессов отключения тока РВУ для высоковольтных сетей промышленной частоты. Предложен способ оценки отключающей способности вакуумных коммутационных аппаратов при проведении экспериментов с напряжением меньшим, чем напряжение сети, в которой будет использоваться аппарат;

2. Разработана оригинальная методика расчёта нагрева поверхности анода РВУ при протекании через РВУ импульсов тока произвольной формы и последовательности;

3. Разработана феноменологическая модель развития сильноточного вакуумного разряда в стержневой электродной системе. Определены основные стадии горения разряда во времени. Определено условие возникновения параллельных разрядов. Феноменологическая модель подтверждена путём анализа экспериментально полученных данных, а также теоретических выкладок и расчётов;

4. Предложен метод оценки отключающей способности РВУ со стрежневой электродной системой на основе разработанной феноменологической модели развития разряда и алгоритма для расчёта нагрева температуры анода;

5. Предложен алгоритм расчёта электрической прочности разрядников путём моделирования электродной системы РВУ методами конечных элементов. По результатам моделирования предложен ряд мер по повышению электрической прочности РВУ;

6. Предложены формулы для расчёта электрической прочности параллельно-последовательного соединения РВУ.

Достоверность результатов и личный вклад автора. Достоверность результатов, изложенных в работе, обеспечена использованием апробированных методов анализа электромагнитных процессов в коммутационных устройствах и подтверждается сравнением результатов экспериментальных исследований с расчётными данными.

Цели и задачи диссертации сформулированы научным руководителем совместно с диссертантом. Все основные результаты работы получены лично автором и его вклад в работу является определяющим.

Практическая ценность работы. По результатам проведенных исследований был предложен ряд методик и мер, позволяющих разрабатывать новые типы РВУ с повышенными параметрами для применения в сетях высокого напряжения.

Большой практической ценностью обладает разработанная феноменологическая модель развития разряда в РВУ со стержневой системой электродов. Данная модель открывает новые возможности для проектирования РВУ, рассчитанных для работы в электроэнергетических сетях. Разработанная методологическая и теоретическая база позволяет проводить дальнейшие исследования в данной области.

Результаты работы были использованы для реализации проектов по созданию макетных образцов ВБК в рамках НИОКР «Разработка, изготовление и испытания экспериментального образца системы ограничения токов КЗ и переходных восстанавливающих напряжений в сетях 110-220 кВ на основе вакуумных управляемых разрядников».

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод проведения испытаний на низком напряжении для прогнозирования отключающей способности вакуумных коммутационных аппаратов высокого напряжения, основанный на разнице значений и скорости роста переходных восстанавливающихся напряжений в сетях низкого и высокого напряжения;

2. Феноменологическая модель ступенчатого развития сильноточного вакуумного разряда в РВУ со стержневой электродной системой, согласно которой в электродной системе происходит возникновение параллельных разрядов при превышении током разряда значения 7-14 кА по амплитуде на каждый новый разряд до заполнения всех шести межстержневых промежутков;

3. Алгоритм расчёта электрической прочности РВУ, заключающийся в расчёте и соотношении максимальной напряженности электрического поля на поверхности электродов (при приложении напряжения 1 кВ) с теоретической пробивной напряжённостью 15-30 кВ/мм. Расчёты при этом производятся при помощи моделирования электродной системы РВУ методами конечных элементов;

4. Формулы для расчёта электрической прочности параллельно-последовательного соединения РВУ по экспериментально полученной зависимости вероятности пробоя одного РВУ от напряжения, приложенного к разряднику.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы были представлены на следующих конференциях:

- XIV Международная конференция «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты» г. Алушта, 2012 г.;

- XIX Научно-техническая конференция «Вакуумная наука и техника», г. Судак, 2012 г.;

- XXV International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, г. Томск, 2012 г.;

- XI Международная научно-техническая конференция «Интеллектуальная электроэнергетика, автоматика и высоковольтное коммутационное оборудование», г. Москва, 2012 г.;

- International Power Modulator and High Voltage Conference (IPMHVC), San Diego, 2012 г.;

- Ежегодная научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов ФГУП ВЭИ, г. Москва, 2012 г.;

- XIX и XX ежегодные международные научно-технические конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, Электротехника и энергетика", г. Москва, 2013-2014 гг.;

Научные сессии НИЯУ МИФИ, г. Москва 2012 - 2014 гг.

Публикации. По результатам работы опубликовано 7 статей, из них 2 публикации в изданиях, которые входят в перечень, рекомендованный ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации. Также опубликованы тезисы и доклады на 11-й международных и всероссийских конференциях, оформлен один патент на полезную модель.

Структура и объём диссертации. Диссертация общим объемом 167 страниц состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных сокращений и списка использованных источников (69 наименований). В работе 10 таблиц и 85 рисунков.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю Белкину Герману Сергеевичу за возможность выполнения работы и всестороннюю поддержку, а также Алфёрову Дмитрию Фёдоровичу и Сидорову Владимиру Алексеевичу за плодотворные научные дискуссии и рекомендации по выполнению работы. Кроме того, автор глубоко признателен Ахметгарееву Марату и Евсину Дмитрию за помощь в проведении и постановке экспериментов.

Краткое содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, формулируется цель, научная новизна и практическая значимость полученных результатов, сформулированы выносимые на защиту положения.

В первой главе приведён обзор и анализ литературных источников, сформулированы цели работы. Изложен принцип действия РВУ, основные конструкционные особенности и параметры. Произведён обзор истории создания РВУ, исследований и работ, посвященных их разработке, а также обзор серийно выпускаемых РВУ.

Из анализа литературы следует, что существующие типы РВУ обладают широким диапазоном предельных параметров. Так рабочие напряжения составляют от 0,5 до 40 кВ, а рабочий ток от 0,2 до 500 кА для коротких импульсов (десятки и сотни миллисекунд) и от 0,2 до 70 кА для импульсов промышленной частоты (при пропускании одного импульса тока). Ресурс работы разрядников, в общем случае, определяется ресурсом работы узла поджига и составляет величины порядка 104-106 включений. По сравнению с другими коммутационными устройствами, применяемыми для тех же целей, управляемые вакуумные разрядники имеют большие предельные параметры при меньших массогабаритных и экономических показателях и не требуют обслуживания в течение всего срока служба.

Из обзора следует, что большая часть исследований, посвященных РВУ, освещает вопросы его применения, а так же вопросы инициации дуги и надёжности работы поджигающего электрода. Работ же, посвящённых определению отключающей способности РВУ в сетях промышленной частоты, ранее не проводилось. Требуется изучение процесса развития сильноточной вакуумной дуги в стержневой системе электродов.

Далее приведены основные области использования РВУ, выявлено, что одним из наиболее перспективных методов применения РВУ является создание токоограничивающего высоковольтного быстродействующего коммутатора.

Определено, что для создания ВБК на основе РВУ необходимо повышение предельных параметров РВУ. Проведён аналитический обзор литературы, посвящённой вакуумной дуге, рассмотрены физические процессы горения вакуумной дуги и применяемые математические модели для описания данных процессов.

Проведён анализ методики расчёта отключающей способности вакуумных дугогасительных камер. Показано, что методика расчёта отключающей способности для ВДК может быть использована для РВУ с дисковой системой электродов, однако для РВУ со стержневой системой они подходят не в полной мере. Для создания методики расчёта отключающей способности РВУ со стержневой системой требуется разработать феноменологическую модель развития разряда в стержневой электродной системе.

Приведены теоретические основы электрического пробоя в вакууме, выявлено, что для разработки рекомендаций по повышению электрической прочности необходимо рассчитать и сопоставить с экспериментальными данными значения электрической прочности РВУ для различных конфигураций электродных систем.

Во второй главе сформированы задачи, необходимые для реализации цели работы, а также описаны объекты исследования, испытательные стенды и методы проведения и обработки экспериментов. Представлены методики расчёта, разработанные и использованные в работе.

В работе использовались три испытательных стенда: два для исследования отключающей способности и один для исследования электрической прочности. Собран и отлажен сильноточный импульсный стенд на максимальное напряжение 5 кВ и токи до 80 кА с емкостным накопителем для проведения испытаний на отключающую способность при пропускании одного импульса тока. Подготовлена измерительная и управляющая аппаратура. Проведено обследование и настройка испытательного стенда промышленной частоты «ТИ-12» для проведения испытаний на отключающую способность РВУ в частотно-импульсном режиме. Проведена настройка стенда для испытания на электрическую прочность и определена методика обработки этих испытаний путём нанесения плотности вероятности пробоя от напряжения на Вейбулловскую координатную сетку.

Далее была проведена разработка методики расчёта температуры нагрева поверхности анода РВУ при протекании через РВУ импульсов тока произвольной формы и последовательности.

Расчёт температуры анода был производён при помощи интеграла Дюамеля, позволяющего рассчитать температуру нагрева поверхности в произвольный момент времени для произвольной плотности теплового потока д(1), проходящего через эту поверхность.

где То - начальная температура поверхности, т - интересующий нас момент времени, X, с, у — теплофизические константы материала (теплопроводность, удельная теплоёмкость, плотность).

При расчёте были приняты следующие допущения:

- Электроды представляют собой полубесконечные стержни.

- Прианодное падение напряжения принимается равным эквивалентному прианодному напряжению иа0).

- Теплофизические константы материала не зависят от температуры.

- Значения удельной теплоёмкости приняты средневзвешенными для меди и хрома, значение плотности и теплопроводности средними по объёму.

- Значение допустимой температуры примем равное Ткр.

- Начальная температура Го - 313К.

(1)

- Неоднородность распределения дуги по площади электрода учитывается коэффициентом неоднородности кн, уменьшающим эффективную площадь электрода.

— Не учитывается охлаждение анода за счёт излучения и испарения материала анода.

Так как РВУ пропускает ток только в одном направлении, то плотность теплового потока, проходящего через поверхность анода равна:

т = т-ив(0-*., при г(7) > 0;

9(0 = 0, при т < о, (2)

где ¡(0 - ток короткого замыкания:

/(?) = л/2/ ■ (8ш(с# + ц/ - (р) - - <р)е ') ^

где / — действующее значение отключаемого тока, у - начальная фаза напряжения, <р - угол сдвига между напряжением и периодической составляющей тока, г- постоянная времени.

Как видно, полное значение тока складывается из двух составляющих: периодической и апериодической. Соотношение между периодической и апериодической составляющих тока задается в процентах и определяется выражением:

I

р = ^- = вт{у/-(р)е '

л/2/- (4)

Процентное содержание апериодической составляющей для конкретных сетей и условий задаётся по ГОСТ 52565-2006. Чем больше это значение, тем сложнее электрическому аппарату отключить ток КЗ, в виду повышенного выделения энергии. Так для примера на рисунке ниже, приведены графики теплового потока на анод РВУ, при \[> — <р — 0, то есть при отсутствии апериодической составляющей, и при ф — Ф = тг/2— при 100% содержании апериодической составляющей.

Вычисление интеграла Дюамеля проводилось в программной среде МаШСас! при помощи метода конечных разностей. Для численного дифференцирования использовалась симметрично разностная схема, для численного интегрирования -метод прямоугольников. Пример результатов расчёта приведен ниже на рисунке.

Далее в работе приводится описание твердотельных трёхмерных моделей РВУ, построенных для расчётов электростатических и электромагнитных полей. Предложена методика оптимизации конечно-элементной сетки, которая, в общем случае, заключается в изменении размеров расчётной области и размеров конечных элементов до тех пор, пока это влияет на результаты расчёта более чем на 2-3%.

Описан алгоритм концентрации расчётной сетки на элементах с малыми радиусами скругления для избегания краевых эффектов.

А

А V

/ V

£

4

1

А

А

А

Рис. 1 Характер изменения плотности теплового потока q(t) на анод для апериодического (сплошная кривая) и симметричного (пунктирная кривая) случая.

Рис. 2 Пример расчётной зависимости значения температуры нагрева анода Т„аг и тока через РВУ от времени.

После разработки твердотельных моделей была составлена методика расчёта электрических и электромагнитных полей с использованием метода конечных элементов в программном комплексе СОМЭОЬ МикурЬузюз.

Для расчёта электромагнитных полей в осесимметричных моделях РВУ (разрядники с дисковой электродной системой) принимались следующие допущения и упрощения:

1. Вся геометрия разрядника принималась осесимметричной (то есть, не учитывалась геометрия индуктора электрода, а также наличие узлов поджига). Реальная геометрия РВУ упрощалась до двух электродов и центрального экрана;

2. Ток в индукторах обоих электродов представлялся замкнутым витком, поперечным плоскости расчёта. Площадь витка равнялась площади поперечного сечения индуктора. Значение протекающего тока принималось 1 кА. Ток переменный, 50 Гц;

3. Не учитывалось влияние токов, протекающих по токоподводам и влияние собственного тока дуги.

Далее на рисунке приведён пример упрощения геометрии для экспериментальной модели РВУ и пример результатов расчёта.

Для расчёта электромагнитных полей в РВУ со стержневой электродной системой были использованы следующие упрощения и допущения:

1. Реальная геометрия РВУ упрощалась до двух основных электродов. Электроды имели одинаковую геометрию, узел поджига не учитывался. В моделях электродов не учитывались скругления и другие конструкционные особенности;

2. Значение протекающего тока принималось 1 кА, ток переменный, 50 Гц. Подвод тока осуществлялся через один из фланцев электродов РВУ с равномерной плотностью по всей его площади. Фланец второго электрода принимался заземленным.

3. Дуга заменялась на один (или более) статически расположенный проводящий канал с заданной проводимостью

Surface: Magnetic flux density norm (ml) Streamline: Magnetic flux density

270 260 250 240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100

A 26.334 25 ■ 20

• • 15

■ 10

■ 5

I

100 T 1.4353X10"5

Рис. 3 Реальная и упрощённая геометрия РВУ (слева); распределение модуля магнитной индукции (мТл) и силовые линии магнитного поля (справа).

Далее на рисунке приведён пример упрощённой геометрии РВУ и результатов расчёта.

Обработка результатов заключалась в построении эпюр распределения различных составляющих магнитного поля на поверхности электродов и в межэлектродных промежутках.

Рис. 4 Упрощённая геометрия РВУ (слева) и распределение модуля магнитной индукции (мТл) на поверхности электродов (справа).

Для расчётов электростатического распределения напряжённости поля использовался встроенный модуль AC/DC с постановкой статической трёхмерной задачи. После этого производилось определение граничных условий: задача нулевого потенциала для катода РВУ; задача потенциала в 1кВ для анода; указание того, что экранная система находится под плавающим потенциалом. Управляющий электрод задавался либо под нулевым потенциалом, либо под плавающим потенциалом в разных задачах. На границе симметрии разрядника были заданы граничные условия Неймана для постановки симметричной задачи.

В ходе электростатического расчёта находилось максимальное расчётное значение напряженности на поверхности металлических частей РВУ Етах, и, далее, электрическая прочность Ub. Так как при расчёте потенциал анода равнялся Up = 1кВ и, зная, что критическое значение напряжённости составляет £Прю = 10 кВ/мм для неподготовленных вакуумных промежутков и ЕПрзо = 30 кВ/мм для тренированных вакуумных промежутков, можно, составив пропорцию, получить расчётную электрическую прочность по формуле:

Таким образом, проводя выше описанные расчёты, получилось определить электрическую прочность разных типов РВУ, а также сравнить результаты расчётов с экспериментальными данными.

В третьей главе проведено экспериментальное исследование отключающей способности, разработана феноменологическая модель развития сильноточного вакуумного разряда в стержневой электродной системе, а также предложена методика оценки отключающей способности управляемого вакуумного разрядника со стержневой электродной системой.

В начале главы рассказывается о расчёте и экспериментальном определении отключающей способности макетного образца РВУ с дисковой электродной системой (РВУ-10).

Первым шагом расчёта было определение коэффициентов неоднородности. Для этого было построено распределение магнитного поля в межэлектродном промежутке. Далее на рисунке представлены графики распределения продольной составляющей магнитного поля на килоампер протекающего через РВУ тока.

Зная, что продольное магнитное поле эффективно работает только при значениях индукции более чем 3—5 мТл/кА, можно определить эффективную площадь электродов. Для этого по графикам было определено значение радиуса, при котором выполняется условие Вг > 4мТл/кА. Для представленного макетного образца РВУ-10 данное значение составило 25мм. Зная это значение, легко найти коэффициент неоднородности, равный соотношению эффективной и реальной площади электродов.

аз

<

£ Е

16

14

12 10

-2

4

-4 ....................

О Л, V L\> P*J »U

г, mm.

U

6

2

8

50

Рис. 5 Зависимость значения продольной составляющей Вг магнитного

Рис. 6 Эффективная площадь горения дуги (заштрихованная область).

поля от расстояния от центральной оси

симметрии, мТл/кА

Диаметр электродов РВУ-10 - 66 мм, следовательно, площадь поверхности электродов 3422 мм2. Рассчитанная эффективная область имеет диаметр 50 мм и площадь 1963 мм2, при этом необходимо учесть конструктивные отверстия и вычесть занимаемую ими площадь (рисунок 6). Тогда эффективная площадь получается равной 1493 мм2. Полученный коэффициент неоднородности кц составляет 2,3.

Зная коэффициенты неоднородности, можно рассчитать температуру нагрева анода и, следовательно, отключающую способность РВУ. Расчёт нагрева проводился при помощи методики описанной в главе 2 для шести полупериодов пропускаемого тока (имитация работы РВУ в составе ВБК).

При расчёте принимались Ткр= 1400 К, Ua = 20 В, /? = 0? по аналогии с расчётами производимыми для ВДК. Ниже приведены полученные расчётные зависимости температуры анода и тока через РВУ от времени.

Для определения отключающей способности был разработан алгоритм автоматического пошагового расчёта с шагом по току в 0,5 кА, до момента превышения температуры анода допустимого значения Тдо„.

Полученное значение отключающей способности РВУ при пропуске шести полупериодов тока составило 12 кА.

Для проверки полученных расчётов были произведены испытания макетных образцов на испытательном стенде «ТИ-12» по методике, описанной в главе 2.

Всего было произведено 14 опытов. По результатам испытаний отключающая способность РВУ-10 составила примерно 16 кА при пропускании 6 полупериодов тока.

Как видно из всего выше сказанного, результаты расчёта и экспериментальные данные заметно различаются. Интересно, что расчётное значение отключающей способности ниже экспериментально полученного значения.

Рассмотрим возможные причины получившегося несоответствия. Расчётное значение отключающей способности составило 12 кА, экспериментально же получившееся значение составило порядка 16 кА. Скорее всего, данное различие связанно с неправильным определением значения тепловой постоянной анода с для

проводимого эксперимента. Дело в том, что данный параметр был взят из методики, использующейся для расчётов отключающей способности для ВДК. При этом для определения тепловой постоянной анода используется предварительный эксперимент, который проводится в условиях близких к реальным. То есть при значениях токов и напряжений, для которых рассчитана серия ВДК. Так например для сетей 6-35 кВ допустимая температура Та0п составляет 1400 К, а давление паров металла порядка 0,1 Па, что соответствует значениям концентрации частиц порядка По> Ю18 м-3. В случае же эксперимента для РВУ испытания проводились при малых напряжениях (400 или 800 В) и, следовательно, малой скорости роста переходного восстанавливающегося напряжения (ПВН).

Малая скорость роста ПВН, по-видимому, обеспечивала большую отключающую способность, за счёт того, что концентрация паров металлов, необходимых для пробоя промежутка, соответствовали меньшему значению пробивного напряжения на кривой Пашена. Таким образом, происходило увеличение допустимой температуры нагрева анода, за счёт медленного роста и малого значения ПВН.

Для того, чтобы учесть данный эффект при расчётах, необходимо было рассчитать допустимую температуру нагрева для данных условий проведения экспериментов.

Условимся, что процесс отказа РВУ происходил в минимуме кривой Пашена (рисунок 7) и рассчитаем новые значения критической концентрации пара и критической температуры. Будем считать, что процессы отключения будут определяться только наличием паров меди в межэлектродном промежутке, без учёта влияния паров хрома, так как оба металла имеют сопоставимые значения температуры кипения.

Кривые Пашена для меди или хрома не были найдены. Однако, изучив существующие данные для газов и некоторых легкоплавких металлов, можно сказать, что положение минимума кривой мало зависит от материала и можно воспользоваться этими данными для расчетов. Из доступных данных воспользуемся кривой Пашена для цинка, как для наиболее близкого к меди в периодической системе элемента.

Примем, что в эксперименте пробой промежутка происходил вблизи минимума кривой в диапазоне 0,6-1,2 Пахм. Тогда, учитывая, что межэлектродный зазор составлял d = 10 мм, получим диапазон значений для давления соответствующего значению температуры при которой происходит пробой Р„р= 60-120 Па. Видно, что данное значение гораздо больше, чем аналогичные значения для испытаний ВДК в сетях среднего напряжения (0,1 Па).

Рис. 7 Кривая Пашена для цинка

Зная зависимость давления насыщенных паров меди от температуры можно найти значение критической температуры для заданного Р„р. Зависимость давления от температуры для металлов хорошо описывается уравнением:

log(Р(Т)) = 5.006 + А + В-Т-1 + С■ logCT) + D ■ Г"3, (6)

где A,B,C,D - экспериментально полученные коэффициенты. Для меди А = 5.849, В = -16415, С = 0,£> = 0.

Решив данное уравнение относительно Т для Рпр= 60-120 Па, получим, что значение допустимой температуры Тгкш лежит в диапазоне 1810-1870 К.

Записав уравнение Менделеева-Клапейрона, для полученных значений Р„р и Т0оп найдём значения критической концентрации:

Р = п ■ к ■ Т => NKp = ^ > 10", (7)

где к- постоянная Больцмана (1,38-I0"23d3«:/K) В результате расчёта видно, что значения критической температуры и концентрации больше, чем аналогичные значения, принимаемые при расчетах для ВДК в сетях среднего напряжения. Большее критическое значение температуры должно привести к повышению расчётной отключающей способности.

Для проверки, расчёт отключающей способности для РВУ с дисковой электродной системой был проведён заново, но уже при новом значении критической температуры. Значение расчётной отключающей способности при этом составило 16,5 кА, что хорошо согласуется с экспериментальными данными.

Таким образом, была скорректирована тепловая постоянная анода для условий проведения экспериментов при низком напряжении. В дальнейшем эти данные были использованы для оценки отключающей способности РВУ со стержневой электродной

системой, а также позволили дать оценку отключающей способности РВУ в реальных сетях. ! . , . : . .

Корректировка тепловой постоянной анаода по значению переходного восстанавливающегося напряжения позволяет оценить отключающую способность в сетях высокого напряжения для аппаратов, испытанных при низких напряжениях. Предложенный метод имеет большое практическое применение и позволяет проводить менее затратные испытания при проектировании и разработке новых типов коммутационных аппаратов.

Далее в работе приводится описание разработанной феноменологической модели. Рассмотрим, как происходит процесс развития разряда в РВУ. Инициация разряда в РВУ происходит при подаче импульса управляющего напряжения на управляющий электрод РВУ. При этом происходит пробой по поверхности диэлектрической вставки. Данный разряд провоцирует появление первичных катодных пятен на поверхности катода вблизи диэлектрической вставки. Катодные пятна являются источниками плазмы, которая, распространяясь в направлении анода, перекрывает промежуток между основными электродами. При этом начинает протекать ток основной цепи, который образует в межэлектродном промежутке самоподдерживающийся дуговой разряд. Таким образом, при инициации дуги выше описанным способом, управляющий разряд по поверхности диэлектрика и разряд в основном промежутке имеют общие катодные пятна в начальный момент времени.

Согласно общепринятым моделям, катодные пятна представляют собой области катода, с которых происходит локальная эмиссия заряженных частиц с большой плотностью тока. При этом выброс частиц происходит в направлении от поверхности катода в сторону анода в области телесного угла порядка 50-70°, а наибольшая плотность ионного тока наблюдается в области угла 30^45°. Данное явление в литературе носит название катодного факела. Стоит отметить, что распределение электронов и ионов в данном катодном факеле неравномерно и большая часть ионов сконцентрирована вблизи границы плазменного облака, а основное количество электронов, наоборот, находится в центре факела. При этом плазма является практически нейтральной, и падение напряжения на ней происходит, в основном, только за счёт ухода ионов из промежутка (ионные потери), что и характеризует малое падение напряжения на вакуумной дуге.

Появление первичного плазменного облака в промежутке основных электродов не является гарантированным условием перехода разряда между основными электродами в дуговую стадию. Для того, чтобы разряд стал самоподдерживающимся, необходимо образование новых катодных пятен на поверхности катода. Для этого необходимо, чтобы напряжённость поля вблизи катода была достаточной для образования новых эмиссионных центров.

Повышение напряжённости поля вблизи катода происходит следующим образом. Плазма, перекрывающая промежуток, имеет высокую проводимость, поэтому в первом приближении является физическим продолжением поверхности анода и

приобретает его потенциал, при этом вблизи катода формируется слой объёмного заряда ионов. Таким образом, напряжение, которое раньше было приложено ко всему межэлектродному промежутку, прикладывается к тонкому слою вблизи катода, то есть наличие плазмы в промежутке приводит к существенному увеличению напряжённости поля у поверхности катода. Это приводит к увеличению плотности эмиссионного тока с катода, а, следовательно, и к образованию новых эмиссионных центров.

Количественно, условия, необходимые для выше описанных процессов, можно описать путём нахождения критической напряжённости поля в прикатодном слое. Данное значение пропорционально следующему выражению:

где Ек — критическое значение напряжённости, f — доля ионного тока относительно полного тока разряда, I - полный ток разряда, У - значение приложенного к промежутку напряжения.

Как видно, напряжённость прикатодного слоя имеет коренную зависимость от тока разряда, напряжения между основными электродами, доли ионного тока, а также других параметров материала, не приведённых в формуле. Для упрощения условия включения РВУ, вместо данной формулы используется постоянная включения С = £ • л/С/, превышение которой даёт надёжный запуск РВУ. По экспериментальным данным её критическое значение составляет порядка С = 3.5 • 104[А • В0,5].

Таким образом, можно определить минимальное допустимое значения тока поджига, необходимого для включения РВУ (перехода разряда в самоподдерживающийся дуговой разряд между основными электродами) при заданном напряжении на основных электродах.

Итак, если условие по превышению постоянной включения выполняется, то происходит включение РВУ и протекает основной ток цепи. При этом, в начальный момент времени вакуумная дуга горит между основанием катода и торцом анода одного из стержней. Как упоминалось ранее, распространение частиц из катодного промежутка равновероятно во всех направлениях внутри некоего телесного угла катодного факела. Логично предположить, что дуга будет гореть по пути наиболее кратчайшего расстояния между исходными катодными пятнами на поверхности катода вблизи диэлектрической вставки, и анодом, то есть на торец одного их анодных стержней, как это показано далее на рисунке.

После этого происходит смешение катодных пятен и столба дуги под торец анодного стержня (рисунок 86). Из экспериментов известно, что данное положение дуги в РВУ со стержневой электродной системой является конечным только при малых токах (<5-10 кА), в противном же случае дуга с увеличением тока переходит в межстержневой зазор основных электродов. Данное явление наблюдалось экспериментально в работах, проводимых по исследованию РВУ ранее. При этом отмечалось, что происходит либо перемещение дуги, либо загорание параллельного разряда в межстержневом промежутке.

(8)

Рис. 8 Расположение дуги в РВУ. а) катодный факел, направленный на торец анода, б) расположение дуги в начальный момент времени

Объяснить это можно следующим образом: в процессе горения дуги на торец стержня происходит разлёт ионов, часть из них попадает на анод, часть улетает из межэлектродного промежутка на экранную систему, а оставшаяся часть попадает на поверхность его катодного стержня. Схематично такой разлёт ионов показан на рисунке 9. Ионы вблизи катодного стержня образуют заряженный слой, аналогичный прикатодному слою описанному выше в случае с током поджига. Таким образом, могут возникнуть условия, достаточные для образования новых катодных пятен уже не на основании катода, а на боковой поверхности его стержня.

Логично предположить, что условие образования катодного пятна на поверхности стержня аналогично условию успешного включения РВУ и можно использовать подобные условие по превышению постоянной включения. При этом, однако, стоит внести поправки.

Во-первых, напряжение между основными электродами будет равняться не напряжению сети, а падению напряжения на дуге. Данное значение можно получить экспериментально.

Во-вторых, необходимо учесть то, что ионный ток, приходящийся на поверхность стержня, будет меньше, чем в случае с поджигом. При инициации разряда на поверхность катода приходится почти 100% ионов, излучаемых катодным факелом, так как место образования нового катодного пятна находится, фактически, в том же месте, что и пятно-родитель. В случае же с заряженным слоем на поверхности стержня, количество ионов приходящихся на эту поверхность меньше, поэтому необходимо ввести коэффициент, учитывающий это.

Рис. 9 Схема разлёта ионов в РВУ, при горении дуги на торец анодного стрежня

Для нахождения этого коэффициента построим геометрически возможное распределение ионного тока в РВУ из катодного факела расположенного под торцом анодного стрежня и оценим, какой процент ионного тока может приходиться на боковую поверхность катодного стержня.

Пример такого геометрического построения приведён ниже.

Рис. 10 Определение процентного содержания ионного тока на поверхность стержня катода Если принять, что вероятность разлёта ионов в катодном факеле равномерна по всему телесному углу, то, рассчитав соотношение площадей сечения катодного факела в плоскости торца анодного стержня, можно путём составления пропорции, найти ориентировочное значение искомого коэффициента. Данный коэффициент будет зависеть от геометрии каждой конкретной системы РВУ. Для приведённой на рисунке системы такой коэффициент кр составляет порядка 10%, так как площадь, через

которую может происходить бомбардировка поверхности одного из стержней, составляет 10% от всей возможной площади разлёта.

Также необходимо учесть магнитное поле, создаваемое токами, протекающими в стержнях. Данное магнитное поле тормозит электроны и образует их повышенную концентрацию вблизи катодных стержней. Электроны, в свою очередь, создавая избыточный отрицательный заряд, притягивают положительно заряженные ионы, тем самым создавая повышенный ионный ток на поверхность стержня катода. Например, похожий эффект возникает в камерах ВДК с аксиальным магнитным полем, в которых закручивающиеся электроны удерживаются в межконтактном зазоре, тем самым удерживая ионы и уменьшая ионный ток потерь, а, следовательно, и количество выделяемой на поверхности анода энергии.

По оценке проведённой в работе, данное явление увеличивает ионный ток на коэффициент кп равный от 2 до 4. Тогда ток разряда, необходимый для образования новых катодных пятен на поверхности катода равен:

где G - постоянная включения, кр - коэффициент неравномерности разлёта ионов, кп - коэффициент удерживания ионов в промежутке, ид - падение напряжения на дуге.

Значение напряжения горения дуги в среднем составляет порядка 50-80 В, однако на осциллограммах наблюдаются всплески и колебания напряжения с амплитудами до 200-400 В. Было решено принять ид = 300 В и рассчитать значение тока, необходимое для образования новых катодных пятен.

. 3,5-ю* _ 5 ^ 10 кД 10)

2+4-0,1-V300 v

Итак, при токах более 5-10кА на поверхности стержня катода образуются новые катодные пятна. После их образования в системе происходит перераспределение токов и дуговой разряд между торцом анода и катодом должен либо погаснуть, либо сместиться и объединиться с новым центром эмиссии на поверхности стержней. Данные факты наблюдались ранее в работах посвященных исследованиям РВУ, однако объяснения им небыли найдены.

Далее, при горении дуги по центру одного из межстержневых промежутков происходят процессы схожие по природе с процессом горения дуги с основания катода на торец стержня анода. Ионы, испускаемые плазмой, распространяются по промежутку, часть из них попадает на анод, часть из них попадает на катод, оставшиеся же улетают на экранную систему. Появляется возможность образования новых катодных пятен в соседних межстержневых зазорах. Для этого должны выполняться такие же условия (9), что и для перехода дуги в межстержневой зазор. Определим, по аналогии, ток, при котором должно произойти образование новых катодных пятен в соседнем промежутке.

Рис. 11 Схема разлёта ионов в РВУ, при горении дуги в межстержневом зазоре

Значение коэффициента кр в данном случае будет порядка 7%, а значение к„ так же оставим в пределах 2-4, так как в соседнем промежутке создаётся значительная магнитная индукция поля за счёт протекания тока по стержню анода и поэтому происходит торможение электронов и повышение плотности ионного тока. Тогда образование новых катодных пятен происходит при токе:

3 5-104

2^4-0,07л/300 >

Таким образом, видно, что при переходе дуги в межстержневой зазор при увеличении тока может возникнуть второй дуговой разряд в соседнем межстержневом промежутке. Логично предположить, что далее возможно появление и новых параллельных разрядов вплоть до заполнения всех шести межстержневых промежутков. При этом, условие возникновения новых катодных пятен останется тем же: необходимо увеличение тока на значения порядка 7-14 кА на один разряд.

Таким образом, процесс горения дуги в РВУ является в какой-то степени саморегулирующимся процессом, использующим тем большую площадь электродов, чем больший ток протекает через РВУ. При этом стоит отметить, что деление тока между дуговыми разрядами не является равномерным и стационарным в процессе протекания полупериода тока.

Ионы попадающие

на шедши ттедный стержень

Ионы попадающие на анод

Равномерность деления между параллельно включенными вакуумными дугами исследована в ряде работ, где показано, что за счёт колебаний напряжения на дуговых разрядах, деление тока между ними неравномерно и может меняться в течение протекания импульса тока. Процесс деления имеет стохастический характер, и в предельном случае может произойти даже погасание одного из каналов и полный переход тока в другой канал.

Итак, разряд в РВУ, по мере увеличения тока переходит в мульти-дуговую стадию и занимает один или более межстержневых промежутков, при этом количество занимаемых промежутков прямо пропорционально значению тока, протекающего через РВУ. Деление тока между дуговыми разрядами неравномерно и меняется с течением времени. Дуговые разряды в межстержневых промежутках могут возникать и погасать, тем самым, может происходит движение разряда от одного промежутка к другому, за счёт чего происходит снижение токовой нагрузки на поверхность электрода и, следовательно, снижение нагрева поверхности электродов и повышение отключающей способности.

Для подтверждения разработанной феноменологической модели были проведены следующие эксперименты и расчёты:

1. Проведены эксперименты по включению РВУ на небольшие значения напряжения сети 200-400 В. Показано, что РВУ успешно включается даже при данных значениях напряжения, что подтверждает возможность образования мультидугового разряда, при значениях напряжений равных колебаниям на напряжении дуги;

2. Проведены испытания на отключающую способность. По результатам вскрытия РВУ и исследования поверхности электродов видно, что дуга занимает все шесть межстержневых промежутков, площадь и характер оплавления электродов не противоречит разработанной модели;

3. По результатам испытаний на отключающую способность проведён расчет площади анода, теоретически занимаемый дуговым разрядом. Результаты расчёта подтверждают стохастический характер развития разряда в РВУ (стохастичность перераспределения токов между зазорами), так как результаты сильно колеблются от опыта к опыту;

4. Также проведено испытание параллельного включения разрядников. Показано, что токи между вакуумными дугами делятся неравномерно, при этом деление токов перераспределяется от полупериода к полупериоду, что подтверждает стохастический характер деления, а не деление токов вследствие разницы импеданса подводящих шин;

5. Наблюдались случаи отказа РВУ со стрежневой электродной системой с последующим успешным отключением. Данный факт является ещё одним подтверждением неравномерности деления токов между каналами дуги;

6. Экспериментально проведено исследование напряжения дуги. Найдено, что на напряжении наблюдается характерные колебания при увеличении токов на

каждые 7-14 кА. Данный факт косвенно подтверждает модель образования новых дуговых разрядов в моменты колебания напряжения дуги;

7. Проведён расчёт электромагнитных полей в РВУ. Показано, что в стержневой электродной системе не создаётся значений магнитного поля (как продольных, так и поперечных составляющих), достаточных для влияния на процесс горения дуги.

На основе разработанной модели предложена методика оценки отключающей способности РВУ со стержневой электродной системой.

В главе 4 произведено экспериментальное и теоретическое исследование электрической прочности РВУ.

Для подтверждения разработанной методики расчёта электрической прочности РВУ был проведён эксперимент, а его результаты сопоставлены с расчётными (пример распределения напряжённости электрического поля приведён далее на рисунке).

В ходе электростатического расчёта находилось максимальное расчётное значение напряженности на поверхности металлических частей РВУ Етах, и, далее, электрическая прочность иь по формуле 6. Экспериментам подвергались разрядники не прошедшие процесс тренировки, поэтому для них было принято решение принять значение пробивной напряжённости равное Елр = 15 кВ/мм.

Сравнение результатов расчёта и эксперимента, приведено далее в таблице. Как видно из таблицы, методика расчёта электрической прочности РВУ хорошо согласуется с экспериментально полученными данными.

Таблица 1

Сравнение результатов расчёта и эксперимента

Модель Расчёт Эксперимент

Етах, кВ/мм. Уь расч, чВ Уь 5о%.кВ Уъ95%.

РВУ-43 0,26 58 45 57

РВУ-47 0,26 58 42 53

РВУ-43-1 0,23 65 55 63

РВУ-43-2 0,23 65 53 63

РВУ-43-4 0,24 63 56 63

Яепос Й*к1 «го™ (иЬи! ЗигГас«: Яео,*- (¡«к! ЦгУДпп»

.........За.................т......................'...........'..........-..........■..........* л 0.18

»0 >, ' - , ,,— < И

; -- ■ И0-1"

}0 ' ^ ' & Ж" " |\Г У'" »«0:6

::! ;.....1 Я-*—И ........! .

» « - ■ • '

П П - : « ■ а.......................—■

50 »—ос-*

0 20 *С 6-3 8С 100 120 НС Ш 180

Рис. 4.1 Эпюра распределения напряжённости электрического поля Е внутри РВУ, кВ/мм

Далее было проведено исследование зависимости электрической прочности РВУ от геометрии стержневой электродной системы, экранной системы и расположения узла поджига. Основываясь на проведённых исследованиях, показано, что электрическая прочность имеет практически нулевой коэффициент корреляции с геометрическими размерами стержней, однако сильно зависит от радиуса скругления краёв стержней.

Также по результатам расчётов предложен ряд мер по повышению электрической прочности РВУ:

1. Увеличение радиусов закругления торцов стержней электродной системы до

радиусов не менее 4 мм;

2. Заглубление управляющего электрода для уменьшения создаваемой им

неравномерности распределения электрического поля;

3. Увеличение расстояния между экранной системой и основными электродами.

Далее в работе предложены формулы для расчёта электрической прочности

параллельно-последовательного соединения РВУ. Данные формулы могут быть использованы для оценки электрической прочности высоковольтных коммутационных устройств, состоящих из РВУ, при испытании только одного элемента (одного РВУ), что существенно снижает уровень затрат необходимых для разработки новых типов высоковольтных коммутационных устройств.

Основные выводы и результаты

1. Проведено экспериментальное и теоретическое исследование отключающей способности РВУ. Предложен способ расчёта отключающей способности вакуумных коммутационных аппаратов при проведении экспериментов с напряжением меньшим, чем напряжение сети, в которой будет использоваться аппарат.

2. Разработана методика расчёта нагрева поверхности анода РВУ при протекании через РВУ импульсов тока произвольной формы и последовательности.

3. Предложена феноменологическая модель развития сильноточного вакуумного разряда в стержневой электродной системе. Определены основные стадии горения разряда в электродной системе, а также условия перехода между стадиями. Феноменологическая модель подтверждена теоретическими выкладками, расчётами и экспериментами.

4. Предложена методика расчёта отключающей способности РВУ в частотно-импульсном режиме работы.

5. Разработан алгоритм расчёта электрической прочности разрядников путём моделирования электродной системы РВУ методами конечных элементов. Показано, что электрическая прочность в меньшей степени зависит от длины и конфигурации стержней и в большей степени зависит от радиусов скругления на краях стержней. По

результатам моделирования предложен ряд мер по повышению электрической прочности РВУ.

6. Предложены формулы для расчёта электрической прочности параллельно-последовательного соединения РВУ.

7. Результаты работы использованы при разработке новых опытных типов разрядников РВУ-53, рассчитанных на номинальное напряжение 35 кВ и токи отключения до 30 кА при пропускании восьми полупериодов тока с частотой 50 Гц.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Публикации по перечню ВАК

1. Алферов Д.Ф., Бунин Р.А., Евсин Д.В., Сидоров В.А. Высоковольтный сильноточный управляемый разрядник // Вестник Национального исследовательского ядерного университета МИФИ - 2012. - т. 1, № 2. - с. 195-199.

2. Алферов Д.Ф., Бунин Р.А., Евсин Д.В., Сидоров В.А. Управляемый вакуумный разрядник для высоковольтного ограничителя токов короткого замыкания // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность - 2013. - № 3. - с. 33-37.

3. Алферов Д.Ф., Бунин Р.А., Иванов В.П., Сидоров В.А. Патент на полезную модель RUS 119948 «Управляемый вакуумный разрядник» Дата регистрации: 03.04.2012

Остальные публикации

4. Akhmetgareev M.R., Alferov D.F., Bunin R.A., Evsin D.V., Sidorov V.A. Triggered vacuum switch with an axial magnetic field // IEEE Transactions on Plasma Science - 2013. - т. 41. № 8. - с. 2154-2159.

5. Sidorov V., Alferov D., Bunin R., Evsin D. Power triggered vacuum switches for 50 Hz network // Proceedings of the 2012 IEEE International Power Modulator and High Voltage Conference, IPMHVC 2012 - 2012. - c. 555-557.

6. Akhmetgareev M.R., Alferov D.F., Bunin R.A., Evsin D.V., Sidorov V.A. Triggered vacuum switch with an axial magnetic field // Proceedings -International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, ISDEIV Сер. "25th International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, ISDEIV 2012" - 2012. - c. 193-196.

7. Алферов Д.Ф., Бунин P.A., Евсин Д.В., Сидоров В.А. Новые типы управляемых вакуумных разрядников для применения в высоковольтных распределительных сетях // Энергоэксперт - 2013. - №1, с. 38-42

8. Алферов Д.Ф., Бунин Р.А., Евсин Д.В., Сидоров В.А. Высоковольтный управляемый вакуумный разрядник //Материалы XIX научно-технической конференции «Вакуумная наука и техника» - 2012. - с. 141-144.

9. Алферов Д.Ф., Бунин P.A., Евсин Д.В., Сидоров В.А. Испытание вакуумных управляемых разрядников со стрежневой системой электродов при их параллельном и последовательном соединении // Материалы XIX научно-технической конференции «Вакуумная наука и техника» - 2012. - с. 145-147.

10. Бунин P.A., Белкин Г.С. Экспериментальное исследование отключающей способности разрядников // Восемнадцатая междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. В 3-х т. М.: МЭИ - 2013. - т. 2. - 589 с.

11. Бунин P.A., Белкин Г.С. Исследование электрической прочности управляемых вакуумных разрядников // Девятнадцатая междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. В 3-х т. М.: МЭИ - 2014. - т. 2. - 549 с.

12. Управляемый вакуумный разрядник для высоковольтного ограничителя короткого замыкания // XI Международная научно-техническая конференция «Интеллектуальная электроэнергетика, автоматика и высоковольтное коммутационное оборудование»,8-9 ноября 2012 г., г. Москва, CD-ROM

13. Алферов Д.Ф., Бунин P.A., Евсин Д.В., Сидоров В.А. Сильноточный управляемый вакуумный разрядник // Сборник трудов Научной Сессии НИЯУ МИФИ-2012

14. Алферов Д.Ф., Бунин P.A., Евсин Д.В., Сидоров В.А. Экспериментальное исследование отключающей способности разрядников // Сборник трудов Научной Сессии НИЯУ МИФИ-2013

15. Алферов Д.Ф., Бунин P.A., Менахин Л.П., Сидоров В.А. Сильноточные управляемые вакуумные разрядники повышенной электрической прочности // Сборник трудов Научной Сессии НИЯУ МИФИ-2014

Подписано в печать 16.09.2014 Формат 60x84/16

Бумага офсетная Усл. п. л. 1

Тираж 100 экз. Заказ № 145

Отпечатано в типографии «Реглет», г. Москва 8(495) 979-98-99