Способ тренировки высоковольтного вакуумного прибора Советский патент 1978 года по МПК H01J9/42 

1

Изобретение относится к высоковольтной вакуумной технике и может быть применено при тренировке высоковольтного вакуумного промежутка электростатической защиты, а также при тренировке различных высоковольтных вакуумных приборов.

Известны способы тренировки высоковольтного вакуумного промежутка электростатической защиты, которые однако не обеспечивают достаточной эффективности процесса и качества оттренированного прибора 1.

Известен также способ тренировки высоковольтных приборов, заключающийся в периодической зарядке межэлектродных емкостей приложением ступенчато возрастающего напряжения на высоковольтный электрод и разрядке при пробоях 2J.

Недостаток этого способа заключается в том, что трудно обеспечить оптимальный режим тренировки, при котором энергия, выделяемая в зазоре при пробоях, минимальна, из-за чего не достигается максимальной электрической прочности.

Кроме того, после окончания тренировки источник высокого напряжения не отключается от объекта тренировки.

Цель изобретения - повыщение электрической прочности прибора.

Для достижения этого при осуществлении способа тренировки высоковольтного вакуумного прибора путем периодической зарядки межэлектродной емкости приложением ступенчатого возрастающего напряжения на высоковольтный электрод, высоковольтный электрод заряжают током электронного луча до напряжения каждой ступени, отраженный луч направляют на коллектор, и время выдержки напряжения на каждой ступени определяют по установившемуся значению тока коллектора.

Кроме того, высоковольтный электрод заряжают через цилиндр Фарадея.

На чертеже дана структурная схема устройства, осуществляющего способ тренировки.

Оно содержит источник пучка электронов 1, формирующий электронный луч, направляемый на приемник электронов, в качестве которого используется цилиндр Фарадея 2, исключающий влияние вторичной электронной эмиссии. Цилиндр Фарадея 2 электрически соединен с тренируемым прибором 3. Коллектор 4 служит для сбора электронов, отраженных от цилиндра Фарадея после зарядки тренируемого промежутка.

Предложенный способ презназначен, в основном, для тренировки высоковольтного прибора электростатической защиты. Он проверялся на модели этого прибора, выполненной в виде плоского конденсатора с круглыми электродами. На обратной стороне одной из обкладок был укреплен цилиндр Фарадея. Такая конструкция позволила уменьшить паразитную емкость, подключенную непосредственно к промежутку. В качестве источника электронов использовалась электронная пушка с ускоряюшим напряжением 100 кВ и током луча 20-50 мкА.,

Источник пучка электронов 1 и модель тренируемого прибора 3 помеш,ают в вакуумную камеру и производят откачку до 10 мм.рт.ст. Затем устанавливают первую ступень ускоряющего напряжения пушки и включают накал пушки. Сфокусированный электронный луч направляют на цилиндр Фарадея 2 и заряжают емкость тренируемого прибора 3 до напряжения, равного ускоряющему напряжению электронной пушки.

Следует подчеркнуть, что зарядка производится не напряжением, а током, поэтому ток, протекающий через промежуток при зарядке, не может превышать ток электронного луча, благодаря этому при плавном регулировании величины-тока луча можно обеспечить оптимальные условия тренировки.

После зарядки луч отклоняется полем на коллектор 4, в результате чего в коллекторе появляется ток, равный току электронного луча. В случае пробоя конденсатор разрядится, поле, отклоняющее электронный луч на коллектор, исчезнет, луч не будет отклоняться на коллектор, а будет наряжать высоковольтный конденсатор. Таким образом, при тренировке происходит переключение луча с высоковольтного конденсатора на коллектор и обратно, причем если тренировка закончилась и пробоев нет, происходит автоматическое отключение луча от тренируемого промежутка.

О количестве тренировочных пробоев и об окончании тренировки можно судить по току коллектора.

После окончания тренировки на одной ступени напряжение повышают,, проводят тренировку на следующей ступени и т. д.

В зависимости от вида объекта тренировки и его собственной емкости меняют ток луча, величину ступеней высокого напряжения. Регулировку тока луча можно производить плавно, не снимая при этом высокого напряжения, благодаря чему легче обеспечить оптимальный

режим, чем при известном способе, когда подбираются дискретные элементы - высоковольтные регистры и конденсаторы.

Предложенный способ может применяться также для тренировки различных высоковольтных вакуумных приборов. В этом случае удобнее поместить источник электронов и цилиндр Фарадея в отдельный вакуумированный объем, выполненный по типу осциллографической трубки и имеющий снаружи высоковольтный вывод, соединенный с цилиндром Фарадея. Тренируемый объект в этом случае присоединяется к высоковольтному выводу.

Следует отметить, что в качестве источника электронов можно применять не только электронную пушку, но и ускоритель электронов, например микротрон, особенно для получения сверхвысоких напряжений.;

Использовацие предложенного способа для тренировки различных высоковольтных вакуумных приборов предположительно дает большой экономический эффект, так как высоковольтные электронные лампы, высоковольтные вакуумные конденсаторы широко применяются в народном хозяйстве.

Формула изобретения

1.Способ тренировки высоковольтного вакуумного прибора путем периодической зарядки межэлектродной емкости приложением ступенчатого возрастающего напряжения высоковольтный электрод, отличающийся- Q, что, с целью повышения электрической прочности прибора, высоковольтный электрод заряжают током электронного луча до напряжения каждой ступени, отраженный луч направляют на коллектор и время выдержки напряжения на каждой ступени определяют по установившемуся значению тока коллектора..

2.Способ по п. 1, отличающийся , что высоковольтный электрод заряжают через цилиндр Фарадея.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Труханов К. А., Рябова Т. Я., Морозов Д. X. Активная защита космических кораблей. М., Атомиздат, 1970.

2.Черепнин Н. В. Сорбционные явления в вакуумной технике. М., «Советское радио. 1973, разд. 6.6.3.