Устройство для исследования электрической прочности хладоагента,как криогенной изоляции Советский патент 1978 года по МПК G01R31/12 H01B12/00 

Изобретение относится к области криогенной энергетики и может быть использовано, например, при исследовании электрической прочности различных криогенных сред: холодных гелия, азота, водорода и т.д. при повышенных давлениях. Использование жидкого сжатого или сверхкритического гелия в качестве электрической изоляции для сверхпроводящих линий электропередач требует проведения экспериментальных исследований его электрической прочности при условиях, максимально приближенных к рабочим, т.е. при температуре 4,2-20К и при давлении 1-20 ат. Известно устройство для исследования электрической прочности сжатой углекислоты в диапазоне давлений 1-40 ат при температурах 270-330 К. Оно состоит из стальной камеры с герметичной изоляционной крышкой fll . Это устройство не может быть использовано при криогенных температурах, так как из-за различия в температурных коэффициентах линейного расширения металлического корпуса и изоляционного материала ввода уплотнения .примененные в.данной конструкции меж ду вводом и корпусом, потеряют герметичность при охлаждении. Известно также устройство, используемое для исследования электрической прочности сжатого гелия в диапазоне температур 4,2-20 К. Оно состоит из криостата с Высоковольтным вводом и размещенной в нем камеры с разрядными электродами, которая снабжена герметичной электроизоляционной крышкой с токоведущей жилой ввода, соединенной с одним из электродов И Однако и это устройство имеет ряд недостатков. Необходимость заполнения камеры гелием из баллонов высокого давления приводит к искажению результатов по определению электрической . прочности жидкого сжатого или сверхкритического гелия, так как исследуемой средой при опытах должен быть жидкий гелий, получаемый от ожижителя и содержащий характерные для процесса ожижения примеси. Кроме того, невозможность изменения расстояния между электродами в процессе выполнения опытов, что значительно замедляет темпы накопления результатов, а также неэффективность процесса охлаяэдения и ожижения газообразного гелия непосредственно в камере за счет выпаривания жидкого гели из криостата приводит к значительному увеличению расхода жидкого гелия. Цель изобретения - повышение точности, расширение диапазона и уменьшение времени измерений. Поставленная цель достигается тем, что в электроизоляционной крышке камеры выполнено центральное отверстие стенка которого является седлом клапана конической формы, размещенного в камере, жестко связанного с токоведущей жилой ввода и имеющего на нижнем торце поперечные пореви, причем клапан выполнен с возможностью осевого вращения и перемещения вдоль оси установки, а один из разрядных электродов снабжен ринтовым приводом для продольного перемещения, в верхней части штока которого размещены поперечные штыри, выполненные с возможностью вхождения в поперечные прорези клапана при его продольно-осевом перемещении. На чертеже представлено предлагае мое устройство. В криостате 1 размещена камера 2 с герметичной электроизоляционной крышкой 3, в центральном отверстии которой установлен клапан 4 коничес кой формы, выполненный, например, из фторопласта и жестко связанный с ток ведущей жилой 5 высоковольтного ввода 6, а через поперечные пазы 7 - со штырями крестообразной формы 8 винто вого привода 9 и 1Q перемещения верх него электрода 11. Скользящее электрическое соединение клапана 4 и крес товины 8 зашунтировано гибким провод ником 12.. Исследуемый искровой промежуток о разован верхним подвижным электродом 11 и нижним неподвижным 13, Межд изоляционной крышкой 3 и корпусом ка меры 2 имеется уплотнение с индиевой прокладкой 14 и пружинной компенсационной шайбой 15, Камера 2 закрепле на на капке криостата 1 при помощи трубок 16 о Устройство работает следующим обр зом , При заливке криостата 1 криогенно жидкостью, например.жидким гелием, о новременно заполняется внутренний объем камеры 2 (клапан 4 открыт), По ,ле окончания захолаживания всех конс руктивных элементов устройства и установления теплового режима камеры Производится регулировка расстояния между электродами, осуществляемая пу тем вращения на требуемое число оборотов жесткой токоведущей жилы 5, передаваемого на винтовую пару 9 и 10 через пазы 7 и крестовину 8. Далее клапан 4 запирается посредством поступательного перемещения токоведущей жилы 5. Подъем давления до требуемой величины осуществляется от баллонов с сжатым газообразным гелием по капилляру, подведенному к камере 2 (на чертеже не показан). Предлагаемое устройство позволяет исследовать электрическую прочность жидкого гелия, полученного от обычного гелиевого ожижителя, причем возможно изменение расстояния между электродами в процессе эксперимента. Расход жидкого гелия снижается в несколько раз, так как в камере должно быть ожижено только то количество гелия, которое необходимо для повышения давления в ней до требуемой величины. Формула изобретения Устройство для исследования электрической прочности хладагента как криогенной изоляции при повышенных давлениях, например сверхкритического гелия, состоящее из криостата с высоковольтным вводом и размещенной в нем камерой с разрядными электродами, которая снабжена герметичной электроизоляционной крышкой с токоведущей жилой ввода, соединенной с одним из электродов, отличающеес-я тем, что, с целью повышения точности, расширения диапазона и уменьшения времени измерений, в электроизоляционной крышке камеры выполнено центральное отверстие, стенка которого является седлом клапана конической формы, размещенного в камере, жестко связанного с токоведущей жилой ввода и имеющего иа нижнем торце поперечные прорези, причем клапан выполнен с возможностью осевого вращения и перемещения вдоль оси установки, а один из разрядных электродов снабжен винтовым приводом для продольного перемещения, в верхней части штока которого размещены поперечные штыри, выполненные с возможностью вхождения в поперечные прорези клапана при его продольноосевом перемещении. Источники информации, принятые во внимание цри экспертизе: ,2 5 T2 2 2-23-l:. S.R.Q.Meats Pros JEE.v. 119, 1972, p.760-766,

Т-

J0Ц 7

2

/3