Электроизоляция и разряд в вакууме - Сливков И.Н.
Скачать (прямая ссылка):
166
жение пробивного напряжения наблюдается при образовании мелких трещин на поверхности электродов, например в результате механической обработки. Если после снижения пробивного напряжения в результате возникновения разрушающих искр убрать магнитное поле, то прежнее значение пробивного напряжения после искрения восстанавливается медленно.
Особенности работы ВЧ-резонаторов (необходимость поддержания определенного соотношения различных геометрических размеров) не позволяют в процессе опыта изменять расстояние между электродами из-за сильной расстройки резонатора. Поэтому определение влияния величины зазора 5 на пробой затруднительно, и исследователи, как видно из табл. 43 и 44, ограничились очень небольшим числом измерений для суждения о характере этой зависимости. Измерения пробивного напряжения в магнитном поле (случай, наиболее интересовавший исследователей) для инконелевых электродов и трех различных зазоров показали, что в пределах нескольких процентов одна и та же скорость искрения наблюдается при напряжении, подчиняющемся формуле Крэнберга: Uiw = const s°>5 (см. раз д. 4.4). Распространение этой формулы на все результаты измерений и вычисление таким образом значения константы позволили сделать сравнение материалов электродов по их
Таблица 44
Электропрочность вакуумной изоляции при ВЧ-напряжении частотой 13 Мгц в продольном магнитном поле напряженностью 10 кэ [254, 255]
Материал электродов
Нержавеющая сталь Инконель
/С-монель
Никель
Молибден
Бескислородная медь Электролитическая медь
Медь, раскисленная фосфором
Тантал Серебро Г рафит
Зазор, мм Напряжение, кв, при котором наблю-
— дается 100 искр в 1 мин
35 700
35 635
60 940
86 1065
137 1050*
135 995
137 1200
54 750
84 950
135 1200
60 700
131 500
129 900**
138 920
137 775
24 310*
Значение константы а формуле Крэн берга,
кв I мм®
118
109
120
116
98
86
103
102
103
103
91
46
79
78
67
64
±0,5
iS
і 8
± 8
± 4 ±8
±5
±4 ± 6 і 2 ± 5
±5
± ю
* Напряжение ограничивалось мощностью генератора.
** После обработки поверхности наклепом.
влиянию на пробивное напряжение. Эти данные приведены в табл. 44.
В результате проведенной работы Чапп и сотрудники [254, 255] пришли к выводу, что наибольшее напряжение выдержи-вают те металлы, которые образуют меньше металлической пыли при одинаковом числе искр и меньше разрушаются при этом. Расположение металлов в порядке убывающей способности противостоять разрушению следующее:
Среди сортов меди, имеющей первостепенное значение для высокочастотной аппаратуры, наилучшей является бескислородная медь высокой проводимости с упрочненной наклепом поверхностью.
С технологической точки зрения представляет интерес поведение сварных и паяных электродов, когда место соединения, обработанное заодно с остальной поверхностью, находится в рабочей части электрода. Чапп и Херд [254] установили, что сварка практически не влияет на пробивное напряжение, а любая пайка снижает последнее. К сравнительно малому отрицательному эффекту, когда электроды изготовлены из меди, приводит пайка эвтектическим медно-серебряным сплавом (72% Cu, 28% Ag) с нагревом места пайки дугой в среде гелия или пламени кислородно-ацетиленовой горелки (последнее несколько хуже). Припои, содержащие олово, золото, фосфор,
кадмии и цинк, не говоря уже о мягких припоях, дают весьма плохие результаты.
Ю. Н. Николаев [235] изучал поведение вакуумной изоляции при периодических импульсах длительностью 750 мксек. ВЧ-напряжение частотой 24 Мгц. Напряжение до 450 кв подавали на медные электроды — стержень диаметром 2,5—10 мм с полусферическим торцом против плоского диска диаметром 170 мм, — помещенные в металлический бак с плексигласовыми фланцами. Вакуум 10~5 мм рт. ст. создавали паромасляным насосом. Шунтовая емкость (емкость электродов) составляла
11 пф. В этих условиях при достижении определенного значения напряженности на поверхности стержневого электрода происходил срыв колебаний, а в межэлектродном зазоре возникало свечение. Критическое значение напряженности (^np= = 30-М20 кв/мм) не зависело от величины межэлектродного зазора, однако изменялось в процессе тренировки разрядами
168
Хоропше металлы
Плохие металлы
Инконель
Инколой
Нержавеющая сталь
Никель
Молибден
Титан
А>монель
Медь всех сортов T антал
Дюралюминий и алюминий Серебро
в 1,5—2 раза, причем наилучшие результаты давала тренировка при наибольшем зазоре между электродами. Значение Enp очень сильно зависело от качества механической обработки поверхности электродов. Для электродов одинаковой формы, изготовленных из одного куска меди, ?пр даже после длительной тренировки разрядами могло различаться в 3 раза.
Появление свечения в зазоре могло вызываться не только пробоями, но и возникновением при восстановлении напряжения разряда, подобного вторичноэлектронному резонансному, для которого темновой ток, протекающий ранее, был как бы инициатором. В пользу существования такого разряда говорит то, что напряжение на зазоре после срыва колебаний не восстанавливается до конца импульса. Нетрудно усмотреть и аналогию между полученными характеристиками и результатами работы Ташека (см. рис. 27), где при малой мощности источника постоянного напряжения также было обнаружено наличие критической напряженности на катоде. Видимо, совпадение не случайно и объясняется малой мощностью тренировочных разрядов, приводящих к изменению поверхности электродов (см. гл. 8).
