Электроизоляция и разряд в вакууме - Сливков И.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 28. Влияние запасенной в емкости электродов энергии на максимальное пробивное напряжение
94
указанного сопротивления:
^д> OM Uпр
О . . . 215
50 . . . 270
360 .. . 370
1000 ... * 380
Увеличение сопротивления больше 1 ком не повышало пробивное напряжение. В практических случаях роль подключенного к электродам конденсатора может играть высоковольтный кабель, подводящий напряжение к электродам. Как показывают приведенные выше данные, установка небольшого сопротивле-I ния между высоковольтным вводом и электродами может за-I метно увеличить пробивное напряжение, получаемое в резуль-I тате тренировки электродов последовательными пробоями.
I Несмотря на практическую важность, вопрос о выборе и
I. Cm исследован очень мало. Судя по приведенным данным, а так-Ьже по отрывочным и недостаточно четким данным некоторых ¦других работ, наиболее благоприятными являются /?д= IO5 ому Ia C111 такой величины, чтобы при рабочем напряжении запасен-Иная в этой емкости энергия была приблизительно 10—20 дж при ¦чистометаллических электродах и в 5—10 раз меньшей при ка-Ртодах, покрытых диэлектрическими пленками. Еще большее I ограничение энергии может потребоваться при малой поверх-\ ности электродов и в тех случаях, когда на электроды для \ улучшения их характеристик нанесены очень тонкие слои благородного металла [154]. Такие значения Сш, вероятно, обеспечивают мощность искрового разряда, достаточную, чтобы оплавить неровности электродов. При большой величине /?д ток через зазор после разрядки емкости Cm будет мал и быстро прервется, в результате чего разрушение электродов и сопровождающее его увеличение неровности поверхности электродов будут незначительными.
Хотя вакуумная электроизоляция работает в условиях, когда процессы в остаточном газе не играют заметной роли, тем не менее общее давление и состав остаточного газа могут существенно влиять на электропрочность вакуумной изоляции. Опыт работы многих электровакуумных приборов, ускорителей заряженных частиц и других приборов свидетельствует о вредном , влиянии паров органических соединений и активных газов на электропрочность вакуумной изоляции. Даже в тех случаях, когда их парциальное давление значительно меньше давления других остаточных газов и не превышает IO9-IO10 мм рт. ст.г концентрация углеводородов в адсорбированной пленке на поверхности электродов может быть весьма значительной. При бомбардировке электродов электронами и ионами происходит крекинг углеводородов с образованием очень прочной углерод-’содержащей пленки. Толщина этой пленки постепенно возрас-
95
тает. Поэтому, когда в составе остаточных газов имеются пары углеводородов, длительное приложение напряжения к электродам приводит к постепенному снижению пробивного напряжения Именно этим объясняется нередко наблюдаемое снижение пробивного напряжения при длительной тренировке свежеприготовленных электродов многократными пробоями [90, 155].
Источником углеводородов в составе остаточных газов могут служить рабочая жидкость высоковак^умных и форвакуумиых насосов, уплотнители из органических материалов, а также недостаточно очищенный вакуумный контейнер. Как правило, применение одних только охлаждаемых ловушек не спасает от адсорбции на поверхности электродов паров органических соединений. Для определения загрязняющей способности различных органических веществ Энное [72] помещал их в вакуумную камеру в количествах, соответствующих типичным условиям в разборных вакуумных установках Вызываемые загряянения он оценивал по толщине пленки, образующейся на металлической мишени при бомбардировке ее электронным пучком с плотностью тока около 10 ма/см2 в течение примерно 100 сек (табл. 19). Измерения проводились при комнатной температуре. С увеличением температуры мишени скорость образования пленки уменьшалась и при 250° С становилась близкой к нулю.
Таблица 19
Характеристики загрязняющей способности некоторых вакуумных материалов
Материал Обработка T олщина О пленки, А
Диффузионное масло Спецочистке не подвергалось 1700
Силиконовое диффузионное масло То же 500
Вакуумная замазка 1500
Апиезон (типа пицеина) 50
Листовая резина Кипячение в водном и спиртовом 1100
растворе поташа
Черный неопрен То же 50
Круглые резиновые п рокладки » 600
Бакелит Спецочистка 50
Фотопластинки і 1 1 То же 50
Источником загрязнения электродов окислами щелочных металлов могут быть стеклянные части вакуумной системы, если в процессе монтажа или работы они подвергаются сильному нагреву (например, отпайка штангелей, припайка манометрических ламп и пр.). Выделяющиеся при нагреве из стекла окислы NagO, К2О, BaO и др. осаждаются на более холодных частях установки в виде отдельных легкоподвижных шариков диаметром меньше 1 мкм. Согласно данным работ [70, 156], наличие этих шариков на поверхности электродов может вдвое снизить
96
пробивное напряжение. Для удаления таких загрязнений электроды промываются водой
Л. В. Тарасова и В. Г. Калинин определяли влияние на пробой чистоты вакуумных условий, используя различные системы вакуумной откачки рабочего контейнера [157]. Они нашли, что максимально достижимое пробивное напряжение при многократных пробоях мало зависит от типа вакуумных насосов Ho напряжение, при котором появляются пробои, в несколько раз меньше при откачке системы масляными диффузионными насосами по сравнению со случаем, когда в системе отсутствуют уплотнители и другие детали из органических материалов, а камера откачивается ртутными или сорбционными насосами. Применение в системе, откачиваемой масляным насосом, охлаждаемых ловушек несколько повышало минимальное пробивное напряжение.
