Высоковольтный вакуумный ввод Советский патент 1991 года по МПК H01B17/26 

Нике, а именно к высоковольтным вяку умным вводам.

Целью изобретения является повыше- вне электрической прочности при цик- лических изменениях температуры.

На,фиг.1 изображен высоковольтный вакуумньй ввод в разрезе; на фиг.2 - узел стягивания экранов.

Высоковольтный вакуумный ввод со- держит конический изолятор 1, который вакуумно-плотно соединен с электроду- ми 2, электростатические экраны 3, которые соединены между собой в процессе высокотемпературной пайки стя- гиваюпщми элементами 4 при помощи паиных соединений 5.

Стягивающие элементы в данном случае выполнены в виде цилиндров, ко могут быть выполнены в виде скоб, ко- лец to стержнями или являться частью электростатических экранов. После сбо рки узла Проводится операция высокотемпературной пайки. Во время подъема температуры про исходит свободное удля нение всех элементов конструкции пропорционально их коэффициенту температурного расширения .(КТР). Во время, остывания после соединения экранов стягиваюищми эл,ементами за счет того что КТР материалов стягивающих элементов больше КТР материала изолятора, происходит растяжение стягивающи элементов. Силы, возникшие в стягивающем элементе, приводят к пластичес- Ким деформациям концов экранов« имею щих контакт с изолятором, что обеспечивает плотный контакт экран-изолятор

Ниже приведен пример расчета соединения изолятора с электростатичес- кими экранами из услойия обеспечения Плотного контакта металл-керамика (фиг.2).

1. Зададимся деформацией сжатия электростатических экранов в местах контакта металл-керамика. Эти деформации являются результатами воздействия силы, сжимающей кольцевой выступ керамики и осуществляющей плотны контакт металл-керамика, а величина определяется необходимостью снятия микронеровностей, компенсацией неточностей изготовления контактирующих поверхностей. Принимаем деформацию сжатия электростатических экранов

,05 мм,

2. Сила, Сжимающая кольцевой выступ керамики, создает растягивающие напряжения в стягивающем элементе.

формуле

И -

Р Т РС.Й.

где в предел текучести материала электростатических экранов, 20 кг/мм ;

F площадь контакта металл-керамика.

По диаметру экрана мм осуществляется контакт .металл-керамика, Ширина b площади контакта металл-керамика определяется геометрически по величине деформации ftl и радиусу закругления экранов ,5 мм,

,14.t50:0, кг.

3. Для создания такого усилия площадь поперечного сечения стягивающего элемента должна быть

И -

PC..

-gr-, .в.э.

где 3.j, , - предел текучести материала стягивающего элемента,

& 20 кг/мм ; т.с.э .

И -

%,.И2И.235™.

п ринимает Р..

235 мм,,. .

4, Определим удлинение стягивающего элемента под действием силы Р

kt

С.-Э,

.-р-1Е F«./

И -

где мм, длина стягивающего элемента;

модуль упругости при растяжении, Е 2-10 кг/мм }

. ь... .j 2pl|Q..o.o6 ,.

40

45

ftP.. ,06+20,,16 мм.

5.Суммарная деформация стягивающего элемента и концов электростати- ческшс экранов

&1Эта деформация яв.пйется результатом воздействия на соединение силы р«4700 кг.

СЮ1Д Р возникает во время остывания конструкции после пайки за счет 50 разност коэффициентов линейных расширений материала стягивающего эле- йента обечайки и керамики.

6,Определим величины этих деформаций:,

а) уменБшение длины стягивающего

55

элейента на мм

ft

,, et,l,At,

где л - коэффициент линейного расширения материала стягивающего элемента

Ы,180 10

t,

лР, 180

, температура плйки; . 30-800 0,43 мм;

б) уменьшение высоты кольцевого выступа керамики

лГ, d,-r, t,

где cAj - КТР керамики; d,j 60-10 ;

л 60- lO 30-80 0,14 мм;

лТД-л 0,43 - 0,,29 мм,

Результаты расчетов показывают, что температурные деформации больше чем суммарная деформация от расчетной силы Р, так как 0,29 мм оТ.0,16 мм, а это значит, что при остывании после пайки стягивающего элемента возникают напряжения растяжения б (5 и в нормальном состоянии действует сила кг, которая и обеспечивает плотный контакт металл-керамика.

7. Определим перепад температур, .при котором будет сохраняться сила, стягивающая концы экранов

Т371;)-1ГГТ8о°ёо-По зо- ™

КИМ зкрянпми, ПЛОТНО посажрнные на цилиндрический изолятор, не выдерживают более 1-2 циклов. В течение же псей службы прибора это необходимо с делать 10-15 раз, погэтому только вы- соковольтньш ввод предлатаемой конструкции способен выдержать это тер- моциклиронание.

fO Формула изобретения

Высоковольтный вакуумный ввод, содержащий корпус из изоляционного материала в виде усеченного, конуса,

5 меньшее основание которого вакуумно- плотно соединено с внутренним цилиндрическим электродом, а большее основание - с наружным цилиндрическим электродом, и электростатические экра20 вы, отличающийся тем, что, с целью повышения электрической прочности при циклических изменениях температуры, он снабжен стягива}6щими экраны элементами, выполненными и виде цилиндров разного диаметра, меньший из которых проходит через меньшее основание усеченного конуса, а больший охватывает большее основание усеченного конуса, и электрически сйеди л/ Д-Н -

Добиться увеличения этого интервала можно увеличением длины стягивающего элемента.

Приборы, в которых используются --, -- - эти вводы, требуют через определенное30ненными с экранами, при этом цилиндры

время замены отдельных узлов прибора,выполнены кз материала, линейное распоэтому каждый раз производится ихширение которого больше линейного

откачка при температуре 400-500°С.расширения материалов корпуса и эк- .

Никакие изоляторы с электростатичес-ранов.

й , е

4

КИМ зкрянпми, ПЛОТНО посажрнные на цилиндрический изолятор, не выдерживают более 1-2 циклов. В течение же псей службы прибора это необходимо с делать 10-15 раз, погэтому только вы- соковольтньш ввод предлатаемой конструкции способен выдержать это тер- моциклиронание.

fO Формула изобретения

Высоковольтный вакуумный ввод, содержащий корпус из изоляционного материала в виде усеченного, конуса,

5 меньшее основание которого вакуумно- плотно соединено с внутренним цилиндрическим электродом, а большее основание - с наружным цилиндрическим электродом, и электростатические экра20 вы, отличающийся тем, что, с целью повышения электрической прочности при циклических изменениях температуры, он снабжен стягива}6щими экраны элементами, выполненными и виде цилиндров разного диаметра, меньший из которых проходит через меньшее основание усеченного конуса, а больший охватывает большее основание усеченного конуса, и электрически сйеди f

--, -- - фиг,

A

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение электрической прочности при циклических изменениях температуры. Высоковольтный вакуумный ввод содержит изолятор 1, вакуумно-плотно соединенный с электродами 2, соединенные между собой стягивающими элементами 4 электростатические экраны 3. Стягивающие элементы выполнены в виде цм- линдра из материала, линейное расширение которого больше линейного расширения материалов корпуса и экранов что позволяет обеспечить плотный контакт соединения экран-изолятор при циклических изменениях температуры. 2 ил. (Л со о м to о 1

Редактор Т.Лои1карева

Составитель С.Гостев

ТехредМ.Ходаиич Корректор С.Черни

Заказ 4663 г, Тираж 327. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам иаобретений И открытий 113035, Мпгквя, Ж-3 i, Раутаская наб,, д, 4/5

Произвадстярмко по.11иг))фнчегког предприятие, г, Ужгород, ул. Прпектияя,