Способ повышения электрической прочности вакуумной изоляции Советский патент 1977 года по МПК H01J21/00 

1

Изобретение относится к технике высоких напряжений, в частности к области электрической изоляции и разряда в вакууме.

Одним из основных снособов унроч ения вакуумной изоляции является обработка поверхности электродов, образующих вакуумный зазор, для улучшения микрорельефа иоверхиости.

Известиые способы кондепционирования поверхности электродов не позволяют получать повышение электрической прочности вакуумной изоляции 6o;iee чем в два раза.

Известен способ тренировки вакуумного промежутка высоковольтными пробоями, заключающийся в последовательном осун ествлении большого числа пробоев вакуумного зазора до получения стабильного значения пробивного напряжения 1.

Этот способ применяется при изготовлении высоковольтпых электровакуумных приборов, работающих при длптельпо воздействуюнадх или стационарных напряжениях, например вакуумных конденсаторов. Однако при тренировке по этому способу изоляции приборов с импульсным рабочим напряжением значительного упрочнения вакуумной изоляции не достигается.

Известен способ повышения электрической прочности вакуумной изоляции, включающий тренировку вакуумного промежутка высоковольтными пробоями импульсного напряжения 2.

При известном способе тренировки нельзя новысить электрическую прочность вакуумной изоляции более чем в два раза, так как тренировка вакуумных промежутков осу1цествляетея напряжением по форме, соответетвуюн1ей эксплуатациопиому, при этом не удается обеспечить существенное улучгпер.ие

микрорельефа катодиой поверхности.

С целью улучшения микрорельефа катодной иоверхности тренировку вакуумного промежутка высоковольтными пробоями осуП1,ествляют па импульсах папряжеппя бо.пео

короткой длительности, чем длительность воздействия на вакуумную изоляцию эксплуагационного нанряжепия.

На чертеже приведен график зависимости коэффициента повь шения электрической прочности от логарифма длительности импульсов, используемых при тренировке.

При одном и том же характере напряжении, воздействуюн;его на вакуумный промежуток, электрическая прочность вакуумной пзоляции, в основном, определяется микрорельефом иоверхности электродов и в первую очередь катода. Электрическая прочность на импульсном напряжении значительно выше электрической нрочности на постоянном паиряжении нри прочих равных условиях. Пмпульспая тренировка вакуумного зазора приводит к образованию на поверхности электродов более гладкого микрорельефа с меньшим значением коэффициента усиления напряженности электрического поля по сравнению с тренировкой иа постояппом напряжении. Умеиьшение длительности тренировочных импульсов вызывает увеличение их мощности и приводит к лучшей обработке поверхности катода, что увеличивает электрическую прочиость и надежность вакуумной изоляции при работе на длительно воздействуюш,их напряжениях но сравнению с прочностью и надежностью, получаемыми но известному способу. При проведеппи расчета электрической прочности вакуумной изоляции на постоянном напряжении ири соответствуюш,ей тренировке вакуумного промежутка высоковольтными пробоями на постоянном и импульсном напряжении, который основывается на зависимости времени нробоя вакуумного промежутка при воздействии прямоугольных импульсов наиряжения от величины пробивной микронапряженности электрического поля иа катоде, а так же зависимости коэффициента усиления ианряжеиности электрического поля микровыступом на поверхности катода вакуумного промежутка от величины нробивной макронапряженности электрического ноля иолучеиа зависимость (приведенная на чертеже для медного катода) коэффициента повьпиения электрической прочности вакуумной изоляции на постоянном напряжении от длительности прямоугольных импульсов напряжения, иснользуемых прн тренировке вакуум иого промежутка. Под коэффициентом повышения электрической прочиости вакуумной изоляции иа постояином напряжении при использовании импульсной тренировки понимается отношение электрической прочпости на постоянном панряжении, достигаемой тренировкой импульсами, к электрической ирочности, получаемой после тренировки на постоянном напряжении. Расчетные результаты показывают, что, папример, тренировка импульсами микросекундиои длительности позволяет повысить электрическую прочность вакуумной изоляции на постоянном нанряжении лишь на 20%, тогда как иснользование нри треннровке наносекундных импульсов дает унрочнение изоляции в 3-4 раза по сравнению с прочиостью, получаемой при известпом способе тренировки.

Иепользоваиие предлагаемого способа повышеиия электрической прочности вакуумной изоляции обеспечивает но сравнению с сун1,есгвующими способами следующие нреимуи1,ества: возможность получения заданиой электрической прочиости вакуумной изоляции путем соответетвующего выбора длительиости имиульсов, используемых ири тренировке вакуумного промежутка; возможность значительного (в 3-4 раза) новышения электрической ирочиости вакуумной изоляции при работе на длительно воздействующих . паиряжениях, что существенно повышает надежность вакуумной изоляции.

Формула изобретения

Способ повышения электрической прочности вакуумной изоляции, включающий тренировку вакуумного нромежутка высоковольтными пробоями имнульсного наиряжсния, отличающийся тем, что, с целью улучн(епня микрорельефа катодной новерхности, тренировку вакуумиого промежутка высоково.чьтными пробоями осуществляют на импульсах папряжения более короткой длительности, чем д;1ительности импульса эксплуатациопного папряжения.

Источники информации, принятые во внимание ири эксиертизе:

1.Сливков И. Н. и др. «Электрический пробой и разряд в вакууме, «Атомиздат,

М., 1966 г., стр. 118.

2.Сливков И. Н. «Электроизоляция и разряд в вакууме, «Атомиздат, М., 1972., стр. 90 (прототип).

Лоеорцфм длите/jaf/ocmu uMny/nrcoS,

i/cnf /}ii3ije b/x при mpff/ upys/ff

fgfu,