Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 1 (3-е изд., 1986) (1152095), страница 26
Текст из файла (страница 26)
атп клп пРомежутков атержень — стержень н стержень-плоскость: 3-гразозой нмоульс отрнцетельпой соляр. ьсстн и постоянное пзпрыкение отрппзтгльиай аолярпсслз кля промежутке стержень-опасность. Рис. 3.33. Запнсимость допустимой напряженности электрнческого поля от радиуса вкранаг ! — коммутационный импульс (260/2600 Ыкс)1 2 — 60 Гц; 8-пгстояпясе напряженке ЗЛ1.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ ВАКУУМНЫХ ПРОМЕЖУТКОВ Рпс. 3.31, Напршкенпя пробоя н перекрытия длинных воздушных промежутков: ! — арабнннае напряженке 60 Гц, промежуток стержень — плоскость; 2 — напряженке перекрьпнк прн каммутзцнаннам нмпульсе положительной полярности с Фронтом 100 — 2Ш мка, ФзрФоронзя опорпзя изоляцн»; Э вЂ” пробнннае напряженке прн коммутзцнонном импульсе положптельпой полярнос~н с Фронтом 100— 200 мка, пРамежутак стержень — плоскость ння и радиуса энрана (рис, 3.33). Наиболее низкие допустимые напряженности соответствуют постоянному напряжению, в чем отражается известный фект втягивания п оседания па поверхности злептродов пыли.
Прн большых радиусах электродов донустнмые напряженноностн поля равны: а) в случае коммутацпопного импульса — 22 кВ/см; б) прп переменном напряжении промышленной частоты— 15 кВ/см (амплитудное значение); в) прн постоянном напряженна — 13 кВ/см. Рис. 3.32. Зб Тз-ные пробивные напряженна воздушных промежутков прн грозовом импульсе н электродных устройствах стержень— стержень и сгержень — плоскость: ! — отрицательный стержень — плоскость; 2 — саРнцзтельяый стержень — положительный заземленный стержень; 3 — полшкнтельпый стержень — отркцзтельный ззземленный стержень; 4 — положнтельныя стержень — плоскость уд 30 /„0 ,гм "П 06 В левой ветви кривой Пашена в протона« положность тому, что вмеет место в правой ветви с уменьшением произведения давления.
на расстояние рй. пробивное напряжение увеличивается, Прн дальнейшем снижении рй наконец наступает такой момент, когда пробивное напря- $3.11 Площадь электродов, сэ" Материал кехаде Давление, Пэ ю 0,7. 10-е 0,7-10 — х 0,7-10-2 0,7-10-э 0.7.10 — х 6 6 10 10 1О Оксидированный алюминий Нержазекхцая сталь 215 2 80 450 235 290 1 85 240 3 75 170 200 175 240 360 180 185 195 250 415 Ж10 210 у„щкз ооо 96 — 102 92* 192" 109 — 179 оо уоо Эллкгричэскак прочность ткенне практически перестает зависеть от давления газа. Для расстояния между электродамн 10 см рй, при котором происходит переход от пробоя разреженного газа к вакуумному равно 2,6 — 5,0 Па см, Электрическая прочность вакуумного промежутка ограничивается особым механизмом разряда. Он определяется в первую очередь процессами иа электродах.
Об этом свидетельствует снльнзи зависимость пробивного напряжения от материала электродов и состояния нх поверхности. В зависимости от условий могут доминиовать различные механизмы пробоя в вакууме. рн нетренированных или малотревированных пробоями электродах пробой может вызываться пылью нли частицами вещества электродов, оторванными от основной структуры электростатическими силами. В результате ударов этих частиц или пыли, приобретавших болыпую скорость при полете в электрическом поле, о противоположный электрод возможно их испарение, приводящее к пробою. Возможен также разряд между электродом н подлетакяцей чзстнцей, вызванный многократным усилением электрического поля в зазоре между частицей п электродом, когда этот зазор составляет доли радиуса частицы. При очень коротких импульсах напряжения вероятны пробои, вызванные разогревом микровыступов на катоде током холодной эмиссии.
Возможны и другие процессы, а также их комбинация. Для получения приемлемой электрической прочности вакуумкого промежутка необходима тщательная очистка всех элементов разрядной камеры. достижение хорошей ровной поверхности электродов, предварительная тренировка, например тлеющим разрядом и пробоями. Влияние на электрическую прочность вакуумного промежутка большого числа подчас трудно контролируемых факторов приводит к тому, что данные различных авторов могут заметно отлвчаться друг от друга.
С этим же явлением свяааи большой разброс пробивных напряжений, полученных в одном и том же эксперн- Пробивное напряжение вакуумного промежутка, кВ, при электродах нз различных материалов в пересчете на зазор 1 мм. Постоянное напряжение. Однородное поде Вольфрам Молибден Изнар Нержавеющая сталь Медь, расквсленная фосфором (коммерческаэ медь).....
29,5 — 98 Алюминий......... 29 — 88 Медь, переплавленная в вакууме 54 — '73 ' Па дэккыы Хердэ. В остальных случаях — ва денным кескальккх ээтараэ 151. Высокая электрическая прочность вакуума наблюдается при электродах, изготовленных нз сплава титана с добавкой 7 9! А1 и 4 уэ Мо. Оиа болыпе, чем при электродах из не-. рдавеющей г щлн. Электрическая прочность вакуумного промежутка сильно зависит от его длины п площади электродов. При хорошей подготовке вакуумных промежутков Та блица 3.9. Влввиие площади плоских электродов на пробивное напряжение, кВ электродов могут быть получены напряткениости 100 МВ/м для промежутка 1 мм пря площади электродов примерно 20 см* н 13 МВ/и при длине 6 см и площади примерно 600 смх. Влияние плошади электродов на пробивное напряжение для тренированных плоских элехтродов видно из табл.
3.9. Данные, приведенные на рис. 386 и 3.37, иллюстрируют зависимость пробивного и разрядного напряжений от длины вакуумного промежутка. Под разрядным напряжением здесь понимается напрнженне, при котором ток между электродами достигает примерно 10-' А. В тех случаях, когда пробой возникает в оеэультате ударов микрочастив„ зависимость пробивного напряжения от межэлектродиого расстояния Ь достаточно хорошо выражается формулой 1!нв .
.ййщ~. (3.2!) При межэлектродных расстояниях. менее 1 мм зависимость пробивного напряжения в грубом приближении являетсн линейной функцией расстояния. В связи с оттоснтельио малымн предразрядиыми временами, свойственными разлнч- ,т ого,уоовоу г о о ого гого/~мм Рис. 3.36. Зависимость пробивного напряжения вакуумного промежутка от его длины: т — электрахы еэ сталя. эвах-сфере ккэыетуаы 2з,э ыы. катод — лнак лкэметраы 61 ыы. туеэзраэке тлеющим реэрэлак э водороде; 2 — электроды кэ титьке. эалкраэаккые дкекв дкэнетуаы 200 ны, треээ-. раэкэ алэбык томом э вакууме; Э вЂ” элехтуады ээ ыедк, аалнуаэекэые диски Лненетраы !ОО мы, туеэк.
галке лрабаэыэ; Э вЂ” тс же, чта э Э, ка беэ трехе. залке Газообразные Равд, 3 Ю,* д, В ц гггр сыта ди . па 550 750 Полиронанный титан Оксиднраванвый тнПапнрованный цирконий Оксидироваииый цирконий Оксидированпый алю- миний б50 Щ г,у 6 Элубуьса1 Рвс 3.37. Зависимость разрядного напряженна между титаиовыми электродами от длкны вакуумного промежутка. Постоянное напряжение, площадь влектродов примерно 500 смх: Г-аааууииая замера с гладили сильфоаои восле трсиироаан; 2 — то же. сто а д ио бса треапроахп: 6 — вэпууийая замера с рсбрастим сальфопои бса тренирован нмм механизмам пробоя в вакууме, амплитудное значение пробивного напряжения при напряжении промышленной частоты толькослм ка выше нлн равно пробивному напряжени.о при постоянном напряжении.
Существенное повышение прочности вакуумной изоющнн прн относительно бользшщ длинах промежутков, порядка нескольких миллиметров и более, достигается покрытием катода тонкнмн мектроизоляцноннымн пленками. Максимальное увеличение длительно выдержнваемого нацряжеииа, примерно на 70 Тс, наблюдается прн покрытия алюминиевого катода зпоксцдной пленкой толщиной лб мкн.
Прн этом резко (на несколько порядков) уменьшается значение предпробойных токов. Однако такая пленка цод воздействием разрядов быстро разрушается, что ограничивает возможносгн тренировки, В этом отношении существенно более благоприятные результаты дает оксидированяе электродов, в частности алюминневых, н наполнение прн атом камеры' благородными газамн до данленнй примерно 10-а — 10-' Па. Схазанвое нллюогрируетсн днннымн, приведенными в табл. 3.10. Напряжение перекрытия вдоль диэлектрика, расположенного в вакуумном промежутке, Таблица 3Л0, Пробивное напряжение, кВ, промежутка длиной 50 мм при аноде.из иержанеющей стали и различных материалов катода всегда меныпе, чем пробивное напряженяе со.- ответствующего вакуумного промежутка, даже если твердый диэлектрик расположен так, что оц не искажает нлектрнческое поле, т.
е, в случае, когда силовые линни расположены вдоль поверхности диэлектрика, в само елект.- рическое поле, образованное электродами, од. породное. Как н в случае газообразных н жнд. кнх диэлектриков, для получения высокого напряжения необходимы, во-первых, хороший контакт в месте сочленения твердого дизлект рика н металлического электрод~, во-вторыг„ применение внутренних металбнческнх экрлнов юж наружных экранов, существенно ослабляющих электрическое поле и месте сочленения.
Выпозненне зтнх мероприятий дает сущестненио больший эффект, если они осушсствлякися у катодного конца, Не менее важным средством является также тренировка напряженнем нлн пробоями с малой энергней, Они позволшот в некоторых случаях поднять выдержнваемое нлн пробивное напряжение в несколько раз, Определенную роль играет также род диэлектрика н состояние его поверхности. Хорошне результаты дает также изготовление изолятора специальной формы, при которой он образует коническую форму с широким основанием у катода, а сама поверхность имеет ступеньки. На рнс. 3.38 приведена зависимость напряжения перекрытия от длины изоляторов, нвпгговленвьгх из различных материалов.
Здесь же иллюстрируется эффект зкраннровкн (кривые 1 н 7), а также длительности при. ложення напряжения (кривые 4, б н 5). Уменьшение пробивной нацряжевностн с уве, личением длины иаолятора, во-ввдимому, связано с искажением распределения напрнжекня вдоль изолятора. Понтону изоляторы на боль. шое напряжение изготовляются нз нескольких секций, распределение напряжения между которымй задается принудительно. б Гб сд .ГР або,мм Рнс. 3.33. Зависимость напряженна перекрытия от длины цилиндрических изоляторов, расположенных между плоскимн электродамн: Г н 2 — ааолятсры аз санса алюминия диаметром 12 ии с экраном н бса аарапа соотаатстасяпа прз посгоаапои напряжении; 3-ха фарфора дпамссрои !6 ии прн 66 Гсо с„б а а — иа фгсрозласта диаметрам !6 ми при аииуласаых ааоряженпах дяптеаьпостхю 0,2 и 2.6 исс п оостоааиои иаарюаснан сани астстаснпо; У-на стекла диаметром зе ии дрп по.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
