Электроизоляция и разряд в вакууме - Сливков И.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Относительное число случаев возрастающего и неизменного предпробойного тока при многократных пробоях зависело, в частности, от степени тренированности электродов. На рис. 29 показано, что для тренированных электродов число случаев возрастания тока перед пробоем больше, чем для тех же электродов в начале их тренировки. Относительная доля пробоев с возрастающим предпробойным током максимальна при напряжении до 15—30 кв и достигает 60—80% для молибденовых и примерно вдвое меньше для никелевых и алюминиевых электродов [166, 167]. При напряжениях выше 30—50 кв возрастание предпробойного тока наблюдалось значительно реже (не более 10%). Загрязнение поверхности электродов, например работа в вакууме 10~6 мм рт. ст., создавшемся масляными диффузионными насосами, приводило к сильному уменьшению доли пробоев с возрастающим предпробойным током при любых напряжениях. Количество случаев возрастающего предпробойного тока также уменьшалось, если выбранный режим тренировки не приводил к существенному повышению пробивного напряжения.
Иной характер поведения тока перед пробоем обнаружен в работе [168], где исследовалась электрическая прочность мощных модуляторных ламп. В этих лампах пробой может возникать главным образом между анодом и экранной сеткой, напряжение между которыми всего на 1 —1,5 кв меньше анодного напряжения. При запертой управляющей сеткой лампе ГМИ-90 и анодном напряжении 30 кв иногда самопроизвольно возрастает сила тока с экранной сетки на анод. Нарастание силы тока длится от 0,02 до нескольких сот секунд и в конечном счете приводит к пробою (рис. 31 а, б). При этом прирост силы тока достигает 10—50 мка при силе общего сеточного тока 400— 500 мка. В некоторых случаях прирост силы тока прерывался без перехода в пробой, в других — пробой возникал без предварительного нарастания (рис. 31, в). После пробоя на сетке появляются новые острые выступы высотой десятки, а иногда сотни микрон, автоэлектронная эмиссия с которых и могла опре* делять предпробойный ток. Авторы считают, что появление больших выступов связано с конденсацией испаряемого при пробоях вещества электродов.
Как видно из рис. 29, при напряжениях 15—30 кв плотности предпробойных токов достигают 0,1—5 ма/см2. При переходе
104
к большим напряжениям предпробойные токи уменьшаются. Так, при напряжениях 100—200 кв (и соответственно больших межэлектродных расстояниях) сила предпробойных токов не превышает IO"5 а [169], а при напряжениях, приближающихся к 1 Мв, сила предпробойных токов снижается до IO-7 а, даже при большой площади электродов (см. разд. 6.1).
310 Ш t, мсек
Рис 31. Самопроизвольный рост тока экранной сетки лампы ГМИ-90 при анодном напряжении 30 кв. Стрелками отмечены пробои.
Интересно отметить, что йри сантиметровых зазорах между электродами большой площади (условия, обычные для сепараторов заряженных частиц) в диапазоне давлений, где пробивное напряжение максимально, токи минимальны.
При напряжениях выше нескольких десятков киловольт и
* электродах, находящихся в техническом вакууме, возникновению пробоев часто предшествуют микроразряды. В работах [130, 170] изучалось возникновение пробоя между медными плоскими электродами диаметром 44 мм в присутствии систематически возникавших интенсивных микроразрядов, чтобы выяснить связь между пробоями и микроразрядами. При медленном увеличении приложенного к электродам полусинусоидального напряжения до 90 кв, частотой 50 гц осциллографировались микроразряды и предпробойные токи. Измерения показали, что присутствии интенсивных (до 11 ма) микроразрядов пробои ‘/могут возникать как во время горения микроразряда, так и в интервалах между микроразрядами. В качестве примера на рис. 30, в приведена осциллограмма предпробойного тока при возникновении пробоя в конце горения микроразряда. Обращает на себя внимание резкий переход к пробою без перерастания тока микроразряда в пробой. Для выявления связи между возникновением пробоев и самим фактом возникновения или существования микроразрядов были сняты кривые распределения микроразрядов, всех пробоев и пробоев, возникших не в фазе с микроразрядами, по угловой фазе приложенного напряжения (рис. 32). Для их анализа весь диапазон фаз подразделили на
105
равные интервалы и предположили, что часть пробоев вызвана микроразрядами В этом случае общее число пробоев в данном интервале фаз
где А г
Sm п Вг чем Bx
С
і
6М пB17
(21)
количество пробоев, не связанных с микроразрядами; количество пробоев, вызванных микроразрядами, при-вероятность существования микроразряда, а бм п —
8 ?, град
Рис. 32 Распределение по угловой фазе приложенного полу-синусоидального напряжения (iIp=O при и = ?УМакс) общего числа пробоев (/), числа пробоев, не совпадающих с микроразрядами (2), числа микроразрядов (5), а также вероятности В существования микроразрядов (4)
X—расчетные значения ординат кривой (2) в предположении, что пробои и микроразряды — независимые друг от друга явления, # — экспериментальные значения Электроды медные s=2 мм
