Электроизоляция и разряд в вакууме - Сливков И.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Нержавеющая сталь Х18Н9Т........... 120
Сталь Э (армко) ................... HO
Никель............................. HO
МедцМБ-1........................... 82
В процессе описанной обработки электродов осуществлялся постоянный и пооперационный контроль за чистотой электродов. Особенно тщательно контролировалось наличие органических загрязнений, для чего применялся очень чувствительный и несложный метод конденсации. Этот метод основан на наб-
54
людении за характером смачиваемости поверхности деталей водяным конденсатом, образующимся на детали, предварительно охлажденной ниже точки росы окружающей среды. Этот метод позволяет обнаруживать очень малые загрязнения поверхности (2 • 10“9 г/см2). Для сравнения укажем, что при откачке системы паромасляными насосами, снабженными ловушками для вымораживания паров масла, находящиеся в такой системе электроды за несколько часов работы с высоким напряжением покрываются налетом толщиной примерно 10~7 г/см2.
ГЛАВА З
ЯВЛЕНИЯ В ВАКУУМНОМ ПРОМЕЖУТКЕ ПРИ НАПРЯЖЕНИИ НИЖЕ ПРОБИВНОГО
3.1. ТЕМНОВЫЕ ТОКИ
При напряжении ниже пробивного в некоторых случаях возникает проводимость вакуумного изоляционного промежутка. Протекающие токи могут достигать силы 10~5—IO-3 а при площади электродов несколько квадратных сантиметров. Они сильно зависят от напряженности на электродах и сравнительно медленно изменяются во времени, хотя нередко наблюдаются и значительные скачкообразные изменения. Эти токи возникают как при постоянном, так и при высокочастотном напряжении, хотя ниже приводятся данные, полученные лишь при постоянном напряжении. Одно из первых измерений общих характеристик темновых токов было сделано Андерсоном для стальных электродов площадью несколько квадратных сантиметров в практически равномерном электрическом поле и при вакууме IO"5 мм рт. ст. [76]. При напряжении до 500 кв он обнаружил, что сила тока зависит от напряженности и от приложенного напряжения. Однако зависимость от напряжения значительно слабее (табл. 6).
Таблица 6
Темновой ток силой / при постоянном напряжении U на стальных электродах [76]
Ut кв I J 0-г-8 а> ПрИ различных напряженностях, KejMM
2Г.9 27,4 30
40 0,5 4 6
80 1 20 33
HO 1,5 28 45
Для ориентировочного определения состава темнового тока (содержания в нем отрицательно и положительно заряженных частиц) Андерсон измерил скорость нагрева при бомбардировке темновыми токами отдельно катода и анода, которые были хорошо теплоизолированы. Он нашел, что скорость нагрева анода примерно на два порядка выше скорости нагрева катода,
56
т. е. темновой ток примерно на 99% состоит из отрицательно заряженных частиц. Баурн и др. [91J, повторив последние измерения, нашли, что ток отрицательно заряженных частиц при напряжении 80—100 кв превышает ток положительных ионов в 300 раз для алюминиевых и более чем в 1000 раз для стальных электродов. Определение доли электронов в составе тем-нового тока было выполнено JL И. Пивоваром и др. [92], применившими для этой цели поперечное магнитное поле, которое не позволяло электронам с катода попадать на анод, в то время как положительные и отрицательные ионы могли беспрепятственно пересекать межэлектродный зазор. Таким образом, измеряя силу темнового тока в присутствии магнитного поля и без него, определяли электронную и ионную составляющие темнового тока. Результаты этих измерений в вакууме 1-Ю-6—3-10“6 мм рт. ст., создававшемся масляными насосами, для плоских электродов диаметром 12 мм приведены в табл. 7. Общие величины силы тока при указанных в таблице условиях находились в>пределах 10“9—10-4 а.
Таблица 7
Соотношение электронной и ионной составляющих темнового тока I3 Л/Люн
при постоянном высоком напряжении [921
Материал
St MM Ut кв I ЭЛ /^ион
катода анода
Медь Свинец 3 70 0
3 81 2,7
3 93 72
5 84 3,5
5 118 80
Медь Медь 3 83 5
3 112 10
3 128 135
3 100 1
5 145 121
3 98 0
Медь Алюминий 3 126 21
3 136 110
Из табл. 7 хорошо виден рост электронной составляющей темнового тока с увеличением напряженности. Хотя нет данных об изменении с напряженностью отдельно электронной и ионной составляющих, однако из сравнения табл. 6 и 7 можно заключить, что быстрое возрастание темнового тока с увеличением напряженности происходит главным образом за счет тока электронов.
Измерения, результаты которых приведены в табл. 6 и 7, получены после длительной тренировки электродов разрядами
57
в вакууме, загрязненном парами органических соединений. Это следует подчеркнуть, так как одна из основных особенностей темновых токов, сильно затрудняющая их количественное описание и практическое использование полученных результатов,— исключительно сильная зависимость силы токов и характера их изменения от условий эксперимента, причем и таких условий, которые практически не поддаются контролю. Например, для двух пар одинаковых по форме электродов, изготовленных из одного куска металла и обработанных по одинаковой технологии, темновые токи при первой подаче напряжения одной и той же величины могут отличаться на порядок и более.
