Способ повышения электрической прочности вакуумной изоляции Советский патент 1985 года по МПК H01J21/00 

О)

Од О)

сх

Изобретение относится к высоковольтной технике, в частности к электрической изоляции, и может быть использовано для повышения электрической прочности и надежности вакуумной изоляции, например, в ва. куумных конденсаторах, вауумных выключателях и других устройствах.

Известен способ повышения электрической прочности вакуумной изоляции, включающий тренировку вакуумного промежутка высоковольтными пробоями импульсного напряжения, более короткой длительности, чем длительность импульса эксплуатационного напряжения 1.

Указанный способ обеспечивает возможность выделения в тренируемом промежутке энергии, достаточной лишь для испарения (эрозии) в результате взрывоэмиссионных процессов микровыступов и неоднородностей на поверхности катода и, следовательно, позволяет оптимизировать процесс тренировки.

Однако наличие на электродах поверхностных загрязнений, практически всегда имеющих место в электровакуумных приборах, снижает эффективность способа.

Поверхностные загрязнения за счет миграционных процессов скапливаются на микровыступах.

При приложении к электродам импульсов напряжения инициирование и поддержание вакуумного разряда происходит преимущественно за счет испарения с микровыступов этих загрязнений, которые более летучи, чем материал микровыступов, при этом их эрозия значительно снижается.

Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет уменьшения влияния загрязнений катодной поверхности.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу повышения электрической прочности вакуумной изоляции, включающему тренировку вакуумного промежутка высоковольтными пробоями импульсного напряжения более короткой длительности, чем длительность эксплуатационного напряжения, тренировку вакуумного промежутка осуществляют при охлажденной до криогенной температуры катодной, поверхности.

В процессе первых тренировочных пробоев происходит очистка микровыступов на катоде от загрязнений. Охлаждение поверхности катода до криогенной температуры приводит к значительному снижению интенсивности миграционных процессов, поэтому за время до последующих импульсов напряжения загрязнения не успевают вновь скопиться на микровыступах. Таким образом, инициирование последующих тренировочных

пробоев происходит с очищенных микровыступов. Последние в процессе этих пробоев эрозируют (разрущаются), что приводит в конечном счете к улучшению микрорельефа катодной поверхности.

Пример. Эффективность способа проверялась на отпаянном макете вакуумного конденсатора, представляющего собой коаксиальную конструкцию «труба в трубе с площадью рабочей поверхности 25 см и межэлектродным расстоянием 0,25 мм. Охлаждение электродов до криогенной температуры осуществлялось помещением тренируемого устройства в сосуд с криогенной жидкостью- жидким азотом. Тренировка производилась на импульсах напряжения длительностью 10 НС и амплитудой 25 кВ. Получено, что

5 напряжение пробоя составляет 14,7-17,5 кВ, тогда как при тренировке без охлаждения это напряжение составило 9,8-13,0 кВ.

Таким образом, электрическая прочность промежутков, тренируемых по предлагаемому способу, на 30-50% превышает электрическую прочность промежутков, тренируемых по известному способу. Преимуществом предлагаемого способа является также то, что он применим практически для любых вакуумных условий, в том числе когда вакуум обеспечивается паромасляными насосами, и

наличие органических загрязнений на поверхности электродов неизбежно. Высокая электрическая прочность криогенных жидкостей позволяет охлаждать электроды в процессе тренировки путем погружения тренируемого

прибора или устройства в эту жидкость. Это обстоятельство упрощает технологию тренировки, что весьма важно в условиях массового производства высоковольтных вакуумных приборов.

СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ВАКУУМНОЙ ИЗОЛЯ ЦИИ по авт. св. № 550702, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности способа за счет уменьшения влияния загрязнений катодной поверхности, тренировку вакуумного промежутка осуществляют при охлаждении до криогенной температуры катодной поверхности.