Регистрация / Вход
Прислать материал

Создание научно-технического задела по разработке высокоэффективных, высокоресурсных, надежных выключателей и переключателей большой мощности с малым временем срабатывания в области энергетики, в том числе атомной и термоядерной, преобразование энергии и физики плазмы

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.518.11.7017
Организация
АО "ГНЦ РФ ТРИНИТИ"
Руководитель работ
Кареев Юрий Александрович

Опережающее развитие приборной базы научных исследований по приоритетным направлениям Программы и проведение исследований с использованием уникальной экспериментальной базы.

Этапы проекта

1
18.04.2007 - 30.06.2007
Проведен обзор состояния исследований. Выбрана экспериментальная модель, имитирующая формирование и распад дуги выключения мощных токов.
Проведен анализ методов исследования формирования и распада разряда при атмосферном и высоком давлениях. Рассмотрены экспериментальные установки и методы измерений, а также возможность разработки измерений динамики восстановления электрической прочности. Завершена наладка и проведены испытания оборудования для реализации программы исследования.
Проведены маркетинговые исследования по закупаемым научным приборам и оборудованию.
Рассмотрены концепция и программы развития комплекса установки ТСП на 2007-2010 гг.
Развернуть
2
01.07.2007 - 07.12.2007
С помощью набора физических диагностик проведено исследование динамики формирования и распада свободногорящего в азоте или воздухе дугового разряда атмосферного давления с амплитудным значением тока I0 = 60 kA и полупериодом т1/2 = 1,6 ms., а также свободногорящего сильноточного электрического разряда в воде; ток разряда I = 10 – 50 kA, период Т = 60 мсек, выбранных в качестве оптимальной экспериментальной модели для изучения динамики формирования и распада дуги отключения в газах и жидкостях, используемых в мощных выключателях постоянного и переменного тока.
При помощи электромагнитной диагностики были измерены ток и падение напряжения в разрядах, получено распределение по радиусу плотности тока, проводимости, температуры в различные моменты времени и выявлена их внутренняя структура.
Дополнительно, методом относительных интенсивностей по двум парам спектральных линий осуществлялось независимое измерение температуры разряда.
Динамики процесса входа энергии, изученной отдельными частями разряда за различные интервалы времени исследованы с помощью калориметра и набора диафрагм.
Развитие разрядов в газах и жидкостях зафиксированы на фотопленку с использованием скоростной фоторегистрирующей установки ВФУ-1 путем регистрации, как непосредственно собственного свечения дуг, так и их теневых изображений полученных путем импульсной подсветки разрядов лазером.
На основе полученных достоверных экспериментальных данных была исследована динамика развития и распада разрядов в газе и жидкости, а так же выявлена и изучена их внутренняя структура.
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.06.2008
Экспериментальные исследования физико-химических процессов и динамики гашения дуги и восстановления электрической прочности при самопроизвольном распаде и при активном воздействии на распадающуюся плазму выполнены на установке "ТРЕК" в отделении ОФТР ФГУП «ГНЦ РФ ТРИНИТИ».
В качестве оптимальной экспериментальной модели изучалась динамики распада свободногорящего в азоте и воздухе сильноточного разряда высокого давления с характерными параметрами p=1 атм, I=60 кА, ??=1.6 мсек.
Выполнены комплексные исследования сильноточных электрических разрядов в воде; ток разряда I = 10 - 75 кА, период T = 32 мсек., и процесса восстановления электрической прочности, в том числе и при активном воздействии затопленных струй жидкости на распадающуюся плазму.
Динамика распада дуги наблюдалась с помощью скоростной фотосъемки установкой ВФУ-1 путем фиксации, как собственного свечения дуги, так и регистрацией ее теневого изображения, а исследования восстановления электрической прочности (ВЭП) проводились с помощью пассивных и активных двойных электрических зондов по оригинальным методикам.
Напряжение на разрядном промежутке фиксировалось дифференциальным делителем напряжения, ток разряда - шунтом и поясом Роговского.
Скорость восстановления электрической прочности межэлектродного промежутка после отвода тока в изучаемых свободногорящих сильноточных разрядах высокого давления оказалась аномально высокой и на несколько порядков величины выше той, которая может обеспечиваться за счет диффузионных процессов.
Проводимость токоведущего канала сильноточного дугового свободно горящего разряда (r= 4 см, h =12 см) уменьшалась в 108 раз в течение первых десяти миллисекунд после отвода тока, что связано с охлаждением до температуры ниже 4000К всей массы вещества, нагретой в результате выделения джоулевой энергии в межэлектродном промежутке. На основании анализа экспериментальных данных предложен вероятный сценарий физических процессов при распаде разряда. Проведена оценка турбулентного коэффициента теплопроводности.
В ходе исследования сильноточного дугового разряда в невозмущённой технической воде при использовании полых цилиндрических электродов и в условиях воздействия затопленной струи жидкости, определены основные его характеристики. Показана доминирующая роль процессов на переднем фронте струи жидкости в гашении дуги и охлаждении распадающейся плазмы.
Развернуть
4
01.07.2008 - 31.10.2008
Проведены комплексные исследования выбранных в качестве оптимальных экспериментальных моделей: свободногорящего в азоте и воздухе сильноточного разряда высокого давления с характерными параметрами p=1 атм, I=60 кА, ??=1.6 мсек. и свободногорящего сильноточного электрического разряда в воде; ток разряда I = 10 - 50 кА, период T = 60 мксек. в том числе при активном воздействии затопленных струй жидкости на распадающуюся плазму.
По оригинальной, определена зависимость времени восстановления электрической прочности tu от радиуса разряда R и на основании анализа экспериментальных данных предложен вероятный сценарий физических процессов при распаде разряда. Проведена оценка турбулентного коэффициента теплопроводности.
Впервые выполнены исследования сильноточного дугового разряда в невозмущённой технической воде при использовании полых цилиндрических электродов, а также в условиях воздействия затопленной струи жидкости, определены основные его характеристики. Показана доминирующая роль процессов на переднем фронте струи жидкости в гашении дуги и охлаждении распадающейся плазмы.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.8 Проведение исследований с использованием уникальных стендов и установок, а также уникальных объектов научной инфраструктуры (включая обсерватории, ботанические сады, научные музеи и др.), научных организаций и образовательных учреждений высшего профессионального образования
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
10,2 млн
Организация
ФТИ им. А.Ф.Иоффе
профинансировано
Тема
Теоретические и расчетные исследования физики турбулентной плазмы в магнитных термоядерных системах.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
2
Тема
Физика и технология термоядерного синтеза.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Проведение исследований в области физики высоких энергий, ядерной физики и физики плазмы с использованием высокоэнергетических уникальных установок и комплексов.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 18 мес.
Бюджетные средства
76,2 млн
Количество заявок
12
Тема
Исследование и создание физико-технических основ перспективных электромагнитных импульсных ускорителей плазмы малой мощности.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
3,5 млн
Количество заявок
2
Тема
Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований в области создания новых методов испытаний перспективного энергетического оборудования больших мощностей.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 19 мес.
Бюджетные средства
36 млн
Количество заявок
6