SU1749920A1 - Проходной вакуумный изол тор - Google Patents

Abstract

Использование: высоковольтные вакуумные приборы, примен емые в ускорительной технике. Сущность изобретени : проходной вакуумный изол тор содержит герметичный корпус, выполненный в виде набора секций, кажда  из которых состоит из изол ционного кольца 1 с кольцевым выступом 2 и токопровод щей прокладки 3 с укрепленным на ней экраном 4, образующим с соседним экраном 5 разр дный промежуток 6. Вершина кольцевого выступа 2 размещена в разр дном промежутке 6.1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к высоковольтной технике, и может быть использовано при проектировании и изготовлении высоковольтных вакуумных проходных изол торов дл  сильноточных ускорителей зар женных частиц , СВЧ-генераторов, космических аппарате в и т.д.

Известен проходной вакуумный изол тор , выполненный в виде набора секций, кажда  из которых содержит изол ционное кольцо и провод щую прокладку с установленным на ней с вакуумной стороны экраном , торец которого образует с соседней прокладкой промежуток, который может выполн ть функции защитного разр дного промежутка.

Недостатком указанного изол тора  вл етс  размещение защитного разр дного промежутка в непосредственной близости от стыка изол ционного кольца с прокладкой . Срабатывание защитного разр дника при такой компоновке вызывает запыление

(металлизацию) этого места, что снижает электрическую прочность изол тора.

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому устройству  вл етс  изол тор , включающий набор секций, кажда  из которых содержит кольцо из изол ционного материала и токопровод щую прокладку. Прокладка выполнена такой формы, что экранирует часть поверхности изол ционного кольца, прилежащую к прокладке, и образует с аналогичной соседней прокладкой с вакуумной стороны изол ционного кольца разр дный промежуток.

Недостатком данного изол тора  вл етс  низка  эффективность работы защитных разр дников, вызванна  тем, что разр дники настраиваютс  на определенный уровень напр жени  срабатывани , и при случайных понижени х электрической прочности изол тора ниже указанного уровн  разр дники перестают выполн ть свои фунXI

fc

ю ю о

кцим и пробой происходит по поверхности диэлектрика, вызыва  его разрушение и уменьша  срок службы.

Кроме того, в данной конструкции практически исключаетс  возможность увеличени  уровн  рабочего напр жени  изол тора за счет его тренировки, так как дл  этого необходимо было бы одновременно с увеличением электрической прочности изол ционных колец в процессе тренировки обеспечить режим последовательного повышени  напр жени  срабатывани  защитных разр дников.

Целью изобретени   вл етс  повышение срока службы изол тора.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в проходном вакуумном изол торе, выполненном в виде набора секций, кажда  из которых содержит кольцо из изол ционного материала и токопровод щую прокладку, на которой укреплен экран, образующий разр дный промежуток с экраном соседней прокладки, каждое изол ционное кольцо выполнено с кольцевым выступом, вершина которого размещена в разр дном промежутке .

В известных технических решени х не обнаружено признаков, сходных с признаками , отличающими за вл емое изобретение от прототипа. Защитный разр дный промежуток изол тора настроен так, что его срабатывание происходит только в том случае , если на поверхности выступа по вл етс  плазма, что возможно только при возникновении на поверхности защитного изол ционного кольца предпробивных  а- лений в виде искровых разр дов или же при перекрытии изол ционного кольца. Так как защитный разр дник срабатывает только тогда, когда пробиваетс  изол тор или же начинаютс  предпробивные процессы на поверх ости изол ционного кольца, то, с одной стороны, устран ютс  преп тстви  дл  повышени  уровн  рабочего напр жени  изол тора путем его тренировки, с другой стороны, исключаютс  пробей изол тора без срабатывани  защитных разр дников , благодар  чему достигаетс  увеличение срока службы изол тора.

На чертеже представлен общий вид проходного вакуумного изол тора.

Устройство содержит герметичный корпус , выполненный в виде набора секций, кажда  из которых состоит из изол ционного кольца 1 с кольцевым выступом 1 и токо- провод щей прокладки 3 с укрепленным иа ней экраном 4, образующим с соседним экраном 5 разр дный промежуток б. Кольцевой выступ 2 на изол ционном кольце

выполнен таким образом, что его вершина размещена в разр дном промежутке 6.

Изол ционное кольцо изготовлено из полиэтилена заодно с выступом, прокладка

м экран - из нержавеющей стали, причем прокладка и экран могут быть выполнены в виде одного элемента.

Соотношение высоты и толщины выступа зависит от материала изол ционного

кольца и должно быть таким, чтобы выступ не пробивалс  по объему диэлектрика, а пробивалс  по поверхности.

Место расположени  экранов (электродов защитного разр дника) выбираетс  исход  из условий обеспечени  эффективной экранировки стыка изол ционного кольца с прокладкой, с одной стороны, и достаточного удалени  разр дного промежутка от поверхносги диэлектрика дл  уменьшени  ее запылени  при разр дах, с другой стороны. В зависимости от требований, предъ вл емых к изол тору, его защитные разр дники могут быть настроены как на режим

срабатывани  в предпробивной стадии, при возникновении на поверхности диэлектрика искровых разр дов, не завершающихс  пробо ми, так и на режим срабатывани  на стадии пробо  (перекрыти ) по поверхности

изол ционного кольца, т.е. на стадии так называемого каналового разр да.

Указанна  настройка осуществл етс  экспериментально дл  каждой конкретной конструкции изол тора путем подбора межэлектродного рассто ни  защитного разр дника , профил  электродов и места расположени  в разр дном промежутке кольцевого выступа изол ционного кольца. Работа изол тора осуществл етс  следующим образом

При достижении уровн  высокого напр жений , приложенного к изол тору, значени , равного (или близкого) к пробивному напр жению изол тора, на поверхности

изол ционных колец возникают разр дные (или предразр дные) процессы, сопровождающиес  образованием плазмы.

Плазма поверхностного разр дника, достигша  вершины выступа,  вл етс  зффективным источником электронов, которые , бомбардиру  наход щийс  под положительным потенциалом электрод разр дника , вызывают образование анодного факела. Распростран  сь в разр дный про5 межуток, анодный фачел закорачивает электроды защитного разр дника. Так как сопротивление плазменного канала между электродами защитного разр дника существенно меньше сопротивлени  искрового канала вдоль поверхности изол ционного

кольца, то основной ток разр да при пробое

изол тора происходит между электродами защитного разр дника, не вызыва  повреждени  поверхности изол ционного кольца.

Как показали сравнительные испытани , срок службы изол тора (а использованных дл  испытани  услови х) увеличилс  не менее чем в дес ть раз по сравнению с изол тором-прототипом (он выдержал без выхода из стро  300 включений против 30 включений изол тора-прототипа, закончившихс  выходом изол тора из ctpoa),

Визуальный контроль состо ни  поверхности электродов после испытаний изол - тора также подтвердил, что все пробои изол тора выносились на электроды защитных разр дников, при этом поверхность изол ционных колец, обращенных в вакуум, не повреждалась, в то врем  как у изол то- pa-прототипа часть пробо  совершалась по поверхности изол ционных колец, в результате чего они разрушались и изол тор быстро выходил из стро .

Кроме того, в за вл емом изол торе наблюдалс  эффект тренировки. Уровень напр жени , пропускаемого изол тором без пробо , увеличилс  относительно первоначального в 1,5 раза.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Проходной вакуумный изол тор, выполненный в виде набора секций, кажда  из которых содержит кольцо из изол ционного материала и токопровод щую прокладку, на которой укреплен экран, образующий разр дный промежуток с экраном соседней прокладки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  срока службы, каждое изол ционное кольцо выполнено с кольцевым выступом, вершина которого размещена в разр дном промежутке.

   1