Труды КНЦ вып.39 (ЭНЕРГЕТИКА вып. 5/2016(39))

импульсных трансформаторов для электроимпульсной технологии специализированными организациями электротехнического профиля. По техническим требованиям КНЦ РАН Тольяттинским филиалом Всесоюзного электротехнического института имени В. И. Ленина (ТФВЭИ) был выполнен макетный 4-каскадный импульсный трансформатор (ИТ) с магнитопроводом из железа, предназначенный для установки бурения скважин с промывкой водой при буровом наконечнике диаметром 400 мм, размещенном непосредственно в скважине перед буровой коронкой. Подобная схема генератора вследствие высокого волнового сопротивления цепи разряда не позволила достичь требуемой мощности в разряде, сечение железа сердечника ИТ имело значительные размеры и вес, и работа была прекращена. Научно- исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Ефремова (НИИ ЭФА, Санкт-Петербург) по заданию КНЦ РАН разрабатывал однокаскадный ИТ, нагружаемый на контур обострения фронта высоковольтных импульсов с обострителем на напряжение 400 кВ. К сожалению, работа была прекращена по финансовым причинам при выявлении трудностей с обеспечением заданных ТЗ параметров. В разработках ТФ ВЭИ и НИИ ЭФА удалось существенно уменьшить размеры генераторов импульсов, но использование магнитопроводов на железе не позволяло выполнить технические требования по минимизации веса и эффективности передачи энергии в канал разряда. В выполненных в ЦФТПЭС КНЦ РАН работах [7-9] за основу была принята схема с импульсным трансформатором, нагруженным на вторичной стороне нагрузочной емкостью с образованием контура обострения фронта высоковольтных импульсов. В ИТ магнитопровод выполняется из материалов высокой магнитной проницаемости. По результатам расчетов переходного процесса и экспериментальных определений оптимизация параметров схемы производится по критерию обеспечения максимального кпд передачи энергии во вторичный контур, а затем в канал разряда в твердом теле при гарантированном обеспечении формирования пробоя в твердом теле и выделения энергии в канале разряде в пределах оптимального времени по условиям разрушения материала. В экспериментальных исследованиях энергопереноса в ИТ нами рассматриваются варианты ИТ с разомкнутым магнитопроводом из ферритовых колец. При этом вторичная сторона ИТ нагружается импульсным конденсатором, служащим промежуточным накопителем энергии с обостряющей емкостью для коррекции фронта высоковольтных импульсов, чтобы обеспечить получение импульсов с параметрами, являющимися оптимальными для формирования пробоя породы при электропроводящей рабочей среде (техническая вода). Экспериментальные исследования энергопереноса выполнены на моделях ИТ, отличающихся друг от друга компоновкой катушек и уровнем рабочего напряжения (3 варианта) по схеме, представленной на рис. 1. В энергопереносе оценивалась доля энергии, передаваемая из накопителя Сі первичного контура ИТ в обостряющую емкость С2 к моменту первого максимума напряжения на обострителе. Энергия обострителя после срабатывания разрядника Р2 расходуется на формирование импульса напряжения на нагрузке, формирование электрического пробоя и последующее преобразование энергии канала разряда в работу разрушения твердого тела. Все 10