Разрядная камера Советский патент 1977 года по МПК H01T7/00 

1

Изобретение относится к области газоразрядных лриборой и предназначено для использования в качестве разрядной камеры для МНОгократиых пробоев газообразных диэлектриков при испытании их на электрическую прочность, а также в качестве мощного разрядника-коммутатора.

При испытании диэлектрика на электрическую прочность, например, статистическим методом, необходимо провести несколько тысяч .П|робоев без изменения коифигурации пробиюного -промежутка.

Известны разрядные камеры, в которых с целью сохранения конфигурации пробивного промежутка при многократных пробоях электроды перемещаются лри помощи каких-либо устройстда, например один из электродов по мере сгорания выдвигается.

Недостатком такого устройства является значительная эрозия элект1родов и необходимость чаютой их юмены.

Наиболее бигизкиМ к предлагаемому техническо-му рещейию является разборная камера, содержащая подвижной электрод и неподвижный плоский электрод, закрепленный параллельно дну камеры.

При многойратных электрических пробоях в жидкой или газовой среде электроды разрядной камеры обгорают в результате воз5действ1ия дуги. Это явление особенно выражено

при разрядах ,в газовой среде в связи с малой теплопроводностью газов. Есл-и -межэлектрод кое расстояние не велико, дуга горит в -ореде, состоящей из смеси разогретых частиц газа с

парами материала электродов. При токах дуги выше 1000 А дуга горит практически лишь

в парах материала электродов. При обгорании электродов изменяется межэлектродное

расстояние и конфигурация электродов и, как

следствие, изменя-ется распределение электрического поля в пр01бивном промежутке. Появ ление эрозий в местах прабоя обуславливает локальные искажения поля и создает лреимущественные условия, пробоя в ме-стах эрозий.

В ряде случаев; например, при исследО|Вании электрической прочности диэлект1рика, недопустимо изменение параметров межэлектродного промежутка в заданных пределах в процессе исследования.

Основным недостатком известной разрядной камеры является то, что эрозия, образовавшаяся в результате первого пробоя в благоприятном для этого месте, приводит к искажению поля, что в свою очередь, создает

благоприятные услов1ия для пробоя на этом же участке электрода при последующих повышениях напряжения, и в результате получается ряд кольцевых эрозий.

Целью изобретения является увеличение

долговечности электродов, повышение точности и достоверности -измерения электрической прочности.

Это достигается тем, что в предлагаемой разрядной камере подвижный электрод выполнен в виде шара и размещен на дне камеры, заполнен1ной стро/водящей жидкостью до уровня, не превышающего диаметр щара, а на стенках камеры С монтиро;ва,ны «атущки и-ндукт ивности.

На чертеже .показаны общий икд разрядной камеры и схема ее подключения.

Разрядная камера содержит иаподвнжный электрод 1 и подвижный электрод 2, плавающий в ртути 3, которые . разделены изоляторам 4. КатущКи индуктивности 5, электромагн.итное поле Которых ох ватывает .подвижный электрод, подключены к источнику напряжения 6 через ключ 7, открьввающийся блоком управления 8; схема включает в себя также генератор высокого напряжения 9.

Устройство работает следующим образом.

Разрядная камера устанавливается горизонтально и заполяя-ется йоследуемЫ(М газом при заданном давлении. Путем изменения расстояния между электродами и вЫбором соответствующего диаметра шара устанавливают заданную конфигурацию пробивного промежутка -в камере.

Основными параметрами, характеризующи.ми конфигурацию пробивного прамежутка, является расстояние I между электродами и коэффициент «еоднорадности электрического поля, зависящий от соотнощения между радиусом щара и расстоянием /. Подвижный электрод заземляется через проводящую жидкость (или через металлическое дно камеры), а на верХ1НИЙ электрод 1 подается нмпульс высокого напряжения. Амплитуда импульса увеличивается до тех пор, пока не происходит пробой газа. В этот момент фиксируется величина напряжения, при которой произощел. пробой. Для набора статнстики пробои повторяют сотни и тысячи раз. Во время образования электродуги между электродами возникают электродинамические силы, способные переместить подвижный электрод на некоторое расстояние по поверхности дна камеры. Если же энергия дуги (а, следовательно, я электродинамическая сила) мала, то перемещение шара про:изводится любым другим способом, например, как показано на чертеже, при помощи электромашитного поля катушек яндукт1И1Вности (электромагнитов) расположенных так, что электромагнитное поле каждой из них охватывает подвижный электрод. Например, катушки располагаются вблизи дна камеры «плотную к изолятору равномерно по окружности камеры. В паузе

между прОбивными импульсами вклю чается одна из катущек и ее электромагнитное поле приводит в движение подвижный электрод. Во время действия пробивного имлульса подвижный электрод может двигаться по инерции в том же .направлении. Во время следующей паузы включается другая катушка, и шар перемещается в другом направлении. В связи с тем, что тревие скольжения больше

10 трения жачения, перемещаясь линейно, шар вращается. Таким образом, иесто разряда на обоих электродах изменяется по произвольному закону. Например, в другом случае для дополнительного перемещения шара камеру

15 помещают в пружинные растяжки, и внизу по периметру стального дна на расстоянии 1 - 2 мм устана|вливают те же катушки. включении одной из них в паузах между пробивными импульсами камера наклоняется, и

20 щар приходит в движение аналогично приве-девному примеру. При выключении электромагнита камера занимает первоначальное горизонтальное положение. Отсутствие механически вращающихся сочленений позволяет

25 легко обеспечить герметизацию разрядной камеры для испытания газов при давлениях, отличающихся от атмосферного. Переходной контакт подвижного электрода с проводящей жидкостью щеет постоянную величину ами30 ческого сопротивления в отличие от известного устройства.

Технико-экономический эффект при использовании предложенной разрядной ка1мвры выражается .в существенном повышении производительности труда, так как в процессе испытаний газа можно реже менять электроды благодаря повышению их долговечности, а кроме того, повышаются точность -и достоверность результатов измерения электрической прочности газа, так как IB прооцессе . измерения конфигурация электрического поля в пробивном промежутке практически не меняется.

Формула изобретения

45

Разрядная камера, содержащая подвижный электрод и неподвижный плоский электрод, закрепленный параллельно дну камеры,

отличающаяся тем, что, с целью увеличения долговечности электродов, повыщения точности и до стоверности измерения элект|р1Ической прочности, подвижный электрод выполнен в виде щара и размещен на дне камерь1, заполненной проводящей жидкостью до уровня, не превыщающего диаметр щара, а 1на стенках камеры смонтированы катушки индуктивности.