Кварцевое стекло. Его свойства, производство и применение - Глаголев С.П.
Скачать (прямая ссылка):
'2 Кваопевое стекло. "177
искровым разрядом (предохранители, выключатели, разрядники и пр.). В то время как например фарфоровые изоляторы или даже изоляторы из стекла пайрекс в этих условиях легко трескаются и выбывают из строя, кварцевые изоляторы остаются совершенно нечувствительными да>ке к очень неблагоприятным температурным условиям. Способность выдерживать действие дуговых разрядов делает кварцевые изоляторы весьма ценными также для линий высокого напряжения, причем не только с экономической точки зрения сохранности самого изолятора, но и с точки зрения предотвращения серьезных аварий, могущих явиться следствием перенапряжений.
Чрезвычайно ценное свойство кварцевого стекла, особенно для использования его на линиях передач, — его весьма малая гигроскопичность. Это свойство особенно выигрывает по сравнению с фарфором, отрицательные особенности которого, проявляющиеся в присутствии насыщенных водных паров, заставляют прибегать в некоторых случаях к столь неудобному средству, как лакировка поверхности. Если прибавить сюда химическую прочность кварцевого стекла и
в частности его устойчи-НбариеоаяЩ вость по отношению к атмо-
пластинсг^ сферным воздействиям, на
тибоа "*1гГ - фарфора,электрическую кре-
___- "й пость, нечувствительность к
-'¦-иЩдШ- V"-- ' нагревающему действию сол-
КоЪрцебая нечных лучей, то мы придем
Я/С^-^ трубка к выводу, что кварцевому
стеклу в качестве материала для линейных высоковольт-рис. 101. Схема ввода из кварцевого стекла, ных изоляторов принадлежит богатая будущность. Отдельные типы высоковольтных кварцевых изоляторов в общем сходны по своей форме и конструкции с изоляторами из других материалов, например фарфоровыми.
Рис. 101 дает схематический чертеж ввода, весьма распространен нрго, согласно Skaupy, во Франции. В стену вделывается плита из-непрозрачного кварцевого стекла.с отверстием посредине, через которое проходит кварцевая же трубка, окружающая провод. Трубка укрепляется в плите с помощью шайбы и асбестовой прокладки. Для напряжения в 60 kV вполне достаточно плиты с поперечником 43 см \\ трубки длиной 50 см при внутреннем диаметре в 12 мм. Рис. 102 представляет внешнее оформление ввода для трех проводов с применением прямоугольной плиты из непрозрачного кварцевого стекла и кварцевых же трубок.
~)Ввиду сложности обработки кварцевого стекла предпочтительно давать сделанным из него изоляторам по возможности простую форму. Описанная только что конструкция ввода состоит, как мы видели, из двух элементов: пластины и трубки (или нескольких трубок), что значительно облегчает ее осуществление. Без особого труда осуществимы также вводы, изображенные в разрезе на рис. 103. Из них b состоит из ряда вдвинутых одна в другую толстостенных кварцевых труб и относится к вводам конденсаторного типа.
Главный недостаток вводов, изображенных на рис. ЮЗ,'заключается в большом расходе кварца, необходимого для их изготовления, что не-
Рие. 102.
Внешний вид вводов из кварцевого стекла.
смотря на прогресс в области его производства все же является роскошью. Естественно напрашивается мысль, нельзя ли, пользуясь высокими качествами кварцевого стекла как изолятора и комбинируя его с ранее применявшимися изолирующими материалами, например фарфором, создать новые типы изоляторов, в которых можно было бы достигнуть желаемых результатов, применяя ограниченные количества плавленого кварца. Такая задача в отношении проходных изоляторов весьма удачно была разрешена Mollet 185, инженером французской фирмы Quartz et Si lice. Исходным пунктом его рассуждений является то, что вводы обычного типа, например типа а рис. 103, благодаря неблагоприятному соотношению интенсивностей электрических полей в пространстве, окружающем провод и запол- ^ ¦ i .
няе.мом маслом или компаундом, с одной стороны, и в кварцевом изоляторе — с другой, не позволяют полностью использовать высокие электрические свойства кварцевого стекла. Если принять для среднего значения диэлектрической постоянной кварцевого стекла цифру 3, 5, а для масла (или компаунда) — 2, 5, то напряженность поля Ег в масле вблизи внутренней поверхности кварцевого изолятора будет связана с напряженностью Е2 внутри кварца соотношением:
?1-^-2,5 2'
где ?j и е2 соответственно диэлектрическая постоянная, масла и кварцевого стекла. Полагая Е1 = 80 kV/см, что соответствует пробивному напряжению масла (и надо заметить, — весьма высокой чистоты), мы
получим для s2 значение 57 kV/c.w, что в 3 раза меньше пробивного напряжения кварцевого стекла. Если, наоборот, задаться для кварца значением ?2 150 kVjCM(пробивное напряжение), то для Е^мы получим цифру 210 kV/cM, на много превосходящую электрическую прочность масла. Таким образом при вводах рас-- , - ¦;. | сматриваемого типа электрические до-
\ i / : I jj стоинства кварцевого стекла полностью
\ j / ГПГ не могут быть использованы, что § значи-
\Л jjj тельной степени уменьшает смысл его при-
менения, ограничивая последнее специальными случаями, когда могут представить ценность другие особенности кварцевых изоляторов, например химическая или термическая устойчивость, а также незначительная гигроскопичность, i
