Электроизоляция и разряд в вакууме - Сливков И.Н.
Скачать (прямая ссылка):
134
диаметра
упомянутых
площадь должна увеличиваться за счет периферийных областей, где меньшее значение поверхностной напряженности как бы компенсируется меньшей тренированностью, т. е. меньшим значением пробивной напряженности. Видимо, этот эффект и обусловил разницу в зависимости Uup от изменения электродов от 10 до 18 20 мм для слабо и хорошо Ejкд/см тренированных электродов, полученную в
выше работах.
Влияние кривизны электродов изучалось и в других работах. В табл. 39
приведены результаты измерений при импульсном напряжении 1,5/40 мксек для стальных электродов в
вакууме 5-10~® мм рт. ст.
[150]. Напряженности на катоде и аноде подсчитывали по известным формулам для поля двух шаров.
Анализ других данных работы [150] показал, что изменение диаметра сферических электродов от 9,3 до 20 мм изменяет напряженность на электродах при пробое менее чем на 5%
(влияние площади). Поэтому данные табл. 39 отражают влияние на пробой напряженности на электродах. Из таблицы видно, что
при супр = оои кв и разных конфигурациях электродов s различались более чем в 1,5
і
Рис. 42. Напряженности у поверхности графитовых электродов различной конфигурации в зависимости от напряжения пробоя:
VHT- плоский катод и сферический анод диаметром 10 мм, А иА — плоский катод и сферический анод диаметром 15 мм, О и I — плоский катод и сферический анод диаметром, 20 мм, H----сферический катод и анод диа-
метром 30 мм, о и ¦ — сферический катод диаметром 20 мм и плоский анод соответственно, Ў к ¦ -j- ф — > анода; V Л о О—
Y катода.
раза, — в 6 раз и Ek — почти в
3 раза. Это показывает, что возникновение пробоя зависит как от так и от Zra, причем напряженность на катоде оказывает доминирующее влияние *. Однако такой характер зависимости справедлив не для всех материалов электродов. Например, аналогичные измерения для графитовых электродов [209] сфера —" сфера диаметром 10—30 мм и сфера — плоскость при импульсном напряжении 150—300 кв показали, что пробой возникает при постоянном значении напряженности на катоде Ek =
* Дополнительные сведения о зависимости Uaр от Ek и E3l приведены в разд. 8.4.
135
= 30 квімм, хотя при этом Esl для электродов различной конфигурации изменялась от 3 до 55 кв/мм. При большем значении Esl напряженность на катоде начинала падать (рис. 42).
Данные табл. 39 еще раз демонстрируют снижение средней пробивной напряженности при увеличении напряжения. В то же время, как видно из этих данных, при сильной неравномерности поля между несимметричными электродами напряженность у одного из электродов может даже возрастать. Большее влияние напряженности на катоде по сравнению с анодной было показано и в работе [73]. Для стальных электродов сфера— плоскость при 5 = 1 мм пробивное напряжение равнялось 103 кв, если сфера была катодом, и 112 кв — при обратной полярности. Видимо, доминирующим влиянием катодной напряженности можно объяснить и наблюдавшееся в работах [186, 206] повышение пробивного напряжения при уменьшении радиуса кривизны анода, так как при этом Eh снижалось.
Влияние площади электродов на пробивное напряжение для тренированных плоских электродов видно из табл. 40 [153].
Таблица 40
Влияние площади плоских электродов на пробивное напряжение, кв
Площадь электродов, см2
Материал катода Зазор, MM Давление» JWjK рт. ст. 7 10 50 300 700
Оксидированный алюминий » Нержавеющая сталь 6 10 10 10“в 10“3 10*-® IO-6 10-3 215 280 450 235 290 265 480 290 195 250 415 200 250 185 240 375 170 200 175 240 360 180 185
В «этих опытах аноды изготовлены из нержавеющей стали, а для исключения влияния на результаты изменения параметров электрической цепи к электродам подключался дополнительный конденсатор такой емкости, чтобы изменение площади электродов не изменяло запасенную электростатическую энергию.
Приведенные в табл. 40 данные с достаточной для практики точностью можно описать эмпирическими формулами:
для оксидированного алюминиевого катода
U
пр
для катода из нержавеющей стали
I
U
пр
(31)
где А — площадь электродов.
Приведенные зависимости, в общем, подтверждаются опытом работы электростатических сепараторов с площадью электродов
136
до I M2 [147]. Однако в некоторых случаях наблюдается более сильное падение пробивного напряжения при увеличении площади электродов. По измерениям Н. Ф. Олендзской [210], для тренированных пробоями плоских стальных и графитовых электродов пробивное напряжение одинаково при их площади от 1 до 10—30 мм2 и не зависит от способа предварительной обработки электродов. При дальнейшем увеличении площади от 30 до 3000 мм2 пробивное напряжение уменьшается (примерно вдвое от 100 до 50 кв при зазоре 1 мм между стальными электродами). В этом диапазоне величин площади предварительная обработка влияет на максимально достижимое напряжение. Автор объясняет свои результаты тем, что при больших поверхностях электродов образующиеся при пробоях пары, частицы материала электродов и т. д. оседают на электродах, что делает неэффективной тренировку их пробоями.
