Высоковольтная электрофизика: различия между версиями

Перейти к навигации Перейти к поиску
нет описания правки
Нет описания правки
Нет описания правки
 
(не показаны 23 промежуточные версии этого же участника)
Строка 1: Строка 1:
[[Файл:2302346.jpg|170px|right|thumb|один из организаторов научной школы высоковольтной электрофизики, ректор ТПИ в 1944 - 1970 гг. [[Воробьев Александр Акимович|А.А. Воробьев]]]]
[[Файл:Uchakov2.jpg|170px|right|thumb|д.т.н., профессор [[Ушаков Василий Яковлевич|В.Я. Ушаков]]]]
[[Файл:Дульзон А.А.jpg|170px|right|thumb|д.т.н., профессор [[Дульзон Альфред Андреевич|А.А. Дульзон]]]]
[[Файл:Kalyac.jpg|170px|right|thumb|д.т.н., профессор [[Каляцкий Иван Иванович|И.И. Каляцкий]], ректор ТПИ в 1970 - 1981 гг.]]
[[Файл:Mesec.png|170px|right|thumb|академик РАН [[Месяц Геннадий Андреевич|Г.А. Месяц]]]]
[[Файл:12078000.jpg|170px|right|thumb|академик РАН [[Ратахин Николай Александрович|Н.А. Ратахин]]]]
[[Файл:Лопатин Владимир Васильевич.jpg|200px|right|thumb|д.ф-м.н., профессор [[Лопатин Владимир Васильевич|В.В. Лопатин]]]]
'''Высоковольтная электрофизика''' - научная школа, созданная в [[ТПУ|Томском политехническом институте]] после организации в 1946 г. кафедры техники высоких напряжений (ТВН), руководимой профессором [[Воробьев Александр Акимович|А.А. Воробьевым]]. Высоковольтная электрофизика получила развитие на кафедре техники высоких напряжений, а также в [[НИИ высоких напряжений при ТПУ|НИИ высоких напряжений]] и [[НИИ ядерной физики при ТПУ|НИИ ядерной физики]]. Большой вклад в развитие этого направления в Томском политехническом институте (университете) внесли ученые-электрофизики [[Воробьев Александр Акимович|А.А. Воробьев]], [[Ушаков Василий Яковлевич|В.Я. Ушаков]], [[Дульзон Альфред Андреевич|А.А. Дульзон]], [[Каляцкий Иван Иванович|И.И. Каляцкий]], [[Чепиков Александр Тимофеевич|А.Т. Чепиков]], [[Курец Валерий Исаакович|В.И. Курец]], [[Кассиров Геннадий Михайлович|Г.М. Кассиров]], [[Месяц Геннадий Андреевич|Г.А. Месяц]], [[Боев Сергей Григорьевич|С.Г. Боев]], [[Лопатин Владимир Васильевич|В.В. Лопатин]], [[Семкин Борис Васильевич|Б.В. Семкин]], [[Ратахин Николай Александрович|Н.А. Ратахин]], [[Воробьев Григорий Абрамович|Г.А. Воробьев]], [[Корольков Валерий Леонидович|В.Л. Корольков]].
'''Высоковольтная электрофизика''' - научная школа, созданная в [[ТПУ|Томском политехническом институте]] после организации в 1946 г. кафедры техники высоких напряжений (ТВН), руководимой профессором [[Воробьев Александр Акимович|А.А. Воробьевым]]. Высоковольтная электрофизика получила развитие на кафедре техники высоких напряжений, а также в [[НИИ высоких напряжений при ТПУ|НИИ высоких напряжений]] и [[НИИ ядерной физики при ТПУ|НИИ ядерной физики]]. Большой вклад в развитие этого направления в Томском политехническом институте (университете) внесли ученые-электрофизики [[Воробьев Александр Акимович|А.А. Воробьев]], [[Ушаков Василий Яковлевич|В.Я. Ушаков]], [[Дульзон Альфред Андреевич|А.А. Дульзон]], [[Каляцкий Иван Иванович|И.И. Каляцкий]], [[Чепиков Александр Тимофеевич|А.Т. Чепиков]], [[Курец Валерий Исаакович|В.И. Курец]], [[Кассиров Геннадий Михайлович|Г.М. Кассиров]], [[Месяц Геннадий Андреевич|Г.А. Месяц]], [[Боев Сергей Григорьевич|С.Г. Боев]], [[Лопатин Владимир Васильевич|В.В. Лопатин]], [[Семкин Борис Васильевич|Б.В. Семкин]], [[Ратахин Николай Александрович|Н.А. Ратахин]], [[Воробьев Григорий Абрамович|Г.А. Воробьев]], [[Корольков Валерий Леонидович|В.Л. Корольков]].


==Начальный этап==
==Начальный этап==


В 1946 г. для подготовки инженеров-электриков по технике высоких напряжений в Томском политехническом институте под руководством и по инициативе профессора Александра Акимовича Воробьева была организована кафедра техники высоких напряжений.  
В 1946 г. для подготовки инженеров-электриков по технике высоких напряжений в [[ТПУ|Томском политехническом институте]] под руководством и по инициативе профессора [[Воробьев Александр Акимович|Александра Акимовича Воробьева]] была организована кафедра техники высоких напряжений.  


В лаборатории кафедры в 1947 г. был создан первый в Союзе бетатрон, в 1956 г. сооружена первая на Востоке страны высоковольтная лаборатория. В 1960 г. на кафедре открыт высокоэффективный электроимпульсный способ разрушения и обработки твердых тел.  
В лаборатории кафедры в 1947 г. был создан первый в Союзе бетатрон, в 1956 г. сооружена первая на Востоке страны высоковольтная лаборатория. В 1960 г. на кафедре открыт высокоэффективный электроимпульсный способ разрушения и обработки твердых тел.  
Строка 9: Строка 17:
Сотрудники кафедры ТВН принимали активное участие в организации и работе научно-исследовательских проблемных лабораторий электроники, диэлектриков и полупроводников и электроимпульсного разрушения твердых тел («Кедр»). Достигнутые научные результаты послужили основанием для создания в 1968 г. [[НИИ высоких напряжений при ТПУ|НИИ высоких напряжений]] при ТПИ, а затем и института сильноточной электроники Томского филиала АН СССР. Основным составом научных сотрудников этих крупных научных учреждений явились выпускники кафедры и ее аспирантуры.
Сотрудники кафедры ТВН принимали активное участие в организации и работе научно-исследовательских проблемных лабораторий электроники, диэлектриков и полупроводников и электроимпульсного разрушения твердых тел («Кедр»). Достигнутые научные результаты послужили основанием для создания в 1968 г. [[НИИ высоких напряжений при ТПУ|НИИ высоких напряжений]] при ТПИ, а затем и института сильноточной электроники Томского филиала АН СССР. Основным составом научных сотрудников этих крупных научных учреждений явились выпускники кафедры и ее аспирантуры.


В 1944 г. в Томском политехническом институте была открыта аспирантура по специальности «Техника высоких напряжений», через которую осуществлялась подготовка научных и педагогических кадров для ТПИ, вузов и научных учреждений других регионов страны.
В 1944 г. в [[ТПУ|Томском политехническом институте]] была открыта аспирантура по специальности «Техника высоких напряжений», через которую осуществлялась подготовка научных и педагогических кадров для ТПИ, вузов и научных учреждений других регионов страны.


Базой для подготовки кадров и проведения исследований явилась созданная в 1955 - 1959 гг. первая в Сибири высоковольтная лаборатория, оснащенная установками для получения сверхвысоких постоянных, переменных и импульсных напряжений. к середине 60-х гг. лаборатория располагала современной регистрирующей и измерительной аппаратурой: скоростными фоторегистраторами, теневыми установками, электронно-оптическими преобразователями, импульсной осциллографической аппаратурой микро-и наносекундного диапазона и др.
Базой для подготовки кадров и проведения исследований явилась созданная в 1955 - 1959 гг. первая в Сибири высоковольтная лаборатория, оснащенная установками для получения сверхвысоких постоянных, переменных и импульсных напряжений. к середине 60-х гг. лаборатория располагала современной регистрирующей и измерительной аппаратурой: скоростными фоторегистраторами, теневыми установками, электронно-оптическими преобразователями, импульсной осциллографической аппаратурой микро-и наносекундного диапазона и др.
Строка 59: Строка 67:
==Высоковольтная аппаратура==
==Высоковольтная аппаратура==


Открытие в 1961 г. при кафедре ТВН проблемной лаборатории электроимпульсного разрушения горных пород, а в 1968 г. создание при ТПИ НИИ высоких напряжений стимулировали разработку высоковольтной аппаратуры технологического назначения. Была разработана серия генераторов импульсного напряжения 300-600 кВ. Высокие частота и КПД схемы достигались применением зарядных индуктивностей между ступенями генератора и зарядного дросселя. Конструкция этих генераторов позволила работать на открытом воздухе и транспортировать установки. В последующем продолжилось совершенствование генераторов технологического назначения с целью повышения их КПД, надежности и срока службы, уменьшения уровня шума и помех.
Открытие в 1961 г. при кафедре ТВН проблемной лаборатории электроимпульсного разрушения горных пород, а в 1968 г. создание при [[ТПУ|ТПИ]] [[НИИ высоких напряжений при ТПУ|НИИ высоких напряжений]] стимулировали разработку высоковольтной аппаратуры технологического назначения. Была разработана серия генераторов импульсного напряжения 300-600 кВ. Высокие частота и КПД схемы достигались применением зарядных индуктивностей между ступенями генератора и зарядного дросселя. Конструкция этих генераторов позволила работать на открытом воздухе и транспортировать установки. В последующем продолжилось совершенствование генераторов технологического назначения с целью повышения их КПД, надежности и срока службы, уменьшения уровня шума и помех.


Широкое внедрение силовой полупроводниковой техники, постоянный рост мощностей генераторов и потребителей электроэнергии, увеличение уровня токов короткого замыкания в энергосистемах потребовали разработки новых типов отключающих аппаратов, способных надежно защитить электрооборудования в аварийных режимах. Одним из направлений создания таких аппаратов является использование энергии взрыва для сверхбыстрого разъединения контактов и гашения электрической дуги отключения.
Широкое внедрение силовой полупроводниковой техники, постоянный рост мощностей генераторов и потребителей электроэнергии, увеличение уровня токов короткого замыкания в энергосистемах потребовали разработки новых типов отключающих аппаратов, способных надежно защитить электрооборудования в аварийных режимах. Одним из направлений создания таких аппаратов является использование энергии взрыва для сверхбыстрого разъединения контактов и гашения электрической дуги отключения.


Разработка взрывных коммутаторов (ВК) проводилась в НИИ ВН с 1968 г. (руководитель - [[Корольков Валерий Леонидович|В.Л. Корольков]]) по трем основным направлениям:
Разработка взрывных коммутаторов (ВК) проводилась в [[НИИ высоких напряжений при ТПУ|НИИ ВН]] с 1968 г. (руководитель - [[Корольков Валерий Леонидович|В.Л. Корольков]]) по трем основным направлениям:


- токоограничивающие ВК  (предохранители) для защиты полупроводниковых преобразователей;
- токоограничивающие ВК  (предохранители) для защиты полупроводниковых преобразователей;
Строка 77: Строка 85:
С 1976 г. были начаты работы по созданию под общим научным руководством академика А.М. Прохорова мощных электроразрядных СО2-лазеров. Если на начальных этапах этих работ институт ограничивался в основном разработкой и изготовлением источников накачки СО2-лазеров, то с 1981 г. институт приступил к разработке и изготовлению самих лазеров. Потребовалось изучение природы и характеристик объемного самостоятельного разряда в газовых смесях на основе СО2 при атмосферном давлении, разработка высокоэффективных предыонизаторов, оригинальных схем накачки, способов повышения коэффициента использования объема рабочей смеси на основе новых принципов формирования объемного разряда.
С 1976 г. были начаты работы по созданию под общим научным руководством академика А.М. Прохорова мощных электроразрядных СО2-лазеров. Если на начальных этапах этих работ институт ограничивался в основном разработкой и изготовлением источников накачки СО2-лазеров, то с 1981 г. институт приступил к разработке и изготовлению самих лазеров. Потребовалось изучение природы и характеристик объемного самостоятельного разряда в газовых смесях на основе СО2 при атмосферном давлении, разработка высокоэффективных предыонизаторов, оригинальных схем накачки, способов повышения коэффициента использования объема рабочей смеси на основе новых принципов формирования объемного разряда.


В 1984 г. в институте был запущен лазер с энергией излучения до 3 кДж и рекордной на то время апертурой излучения, в 1987 г. - действующий макет лазера с объемом рабочей смеси 320 л, межэлектродным расстоянием до 50 см и энергией излучения до 10 кДж. В 1988 г. был получен объемный разряд в межэлектродном промежутке 70 см, что примерно вдвое превосходит этот параметр у действующих лазеров. Этими работами руководили Б.В. Семкин и Б.Г. Шубин.
В 1984 г. в институте был запущен лазер с энергией излучения до 3 кДж и рекордной на то время апертурой излучения, в 1987 г. - действующий макет лазера с объемом рабочей смеси 320 л, межэлектродным расстоянием до 50 см и энергией излучения до 10 кДж. В 1988 г. был получен объемный разряд в межэлектродном промежутке 70 см, что примерно вдвое превосходит этот параметр у действующих лазеров. Этими работами руководили [[Семкин Борис Васильевич|Б.В. Семкин]] и Б.Г. Шубин.


В 1980 г. были завершены разработка, изготовление и испытания излучателя электромагнитного импульса. Работа выполнялась под организационным руководством В.С. Колесникова. Ее выполнение послужило стимулом для развития и укрепления инженерно-технических и вспомогательных служб (конструкторского отдела, отдела снабжения, экспериментальных мастерских и др.); институт оборудовал второй загородный полигон. В 1985 г. с участием НИИ ВН было завершено сооружение крупномасштабного сильноточного ускорителя с уникальными параметрами. Общее руководство работами, порученными [[НИИ высоких напряжений при ТПУ|НИИ высоких напряжений]], осуществляли [[Ушаков Василий Яковлевич|В.Я. Ушаков]] и [[Дульзон Альфред Андреевич|А.А. Дульзон]].
В 1980 г. были завершены разработка, изготовление и испытания излучателя электромагнитного импульса. Работа выполнялась под организационным руководством В.С. Колесникова. Ее выполнение послужило стимулом для развития и укрепления инженерно-технических и вспомогательных служб (конструкторского отдела, отдела снабжения, экспериментальных мастерских и др.); институт оборудовал второй загородный полигон. В 1985 г. с участием НИИ ВН было завершено сооружение крупномасштабного сильноточного ускорителя с уникальными параметрами. Общее руководство работами, порученными [[НИИ высоких напряжений при ТПУ|НИИ высоких напряжений]], осуществляли [[Ушаков Василий Яковлевич|В.Я. Ушаков]] и [[Дульзон Альфред Андреевич|А.А. Дульзон]].


Две группы сотрудников под руководством [[Шнейдер Владимир Богданович|В.Б. Шнейдера]] (в 1984 г.) и В.Л. Королькова (в 1987 г.) начали работы по созданию мощных электродинамических установок для реализации идей в области высокоскоростного синтеза сверхтугоплавких материалов. Основой для таких работ послужили накопленный в институте опыт применения энергии взрывчатых веществ в мощной импульсной энергетике и наличие специалистов одинаково хорошо ориентирующихся как в высоковольтной электрофизике, так и в физико-химии, а также опыт разработки высоковольтных  импульсных источников на основе индуктивных накопителей энергии с прерывателями тока в виде электрически взрываемых проводников.
Две группы сотрудников под руководством [[Шнейдер Владимир Богданович|В.Б. Шнейдера]] (в 1984 г.) и [[Корольков Валерий Леонидович|В.Л. Королькова]] (в 1987 г.) начали работы по созданию мощных электродинамических установок для реализации идей в области высокоскоростного синтеза сверхтугоплавких материалов. Основой для таких работ послужили накопленный в институте опыт применения энергии взрывчатых веществ в мощной импульсной энергетике и наличие специалистов одинаково хорошо ориентирующихся как в высоковольтной электрофизике, так и в физико-химии, а также опыт разработки высоковольтных  импульсных источников на основе индуктивных накопителей энергии с прерывателями тока в виде электрически взрываемых проводников.


==Источники==
==Источники==

Навигация