Электроизоляция и разряд в вакууме - Сливков И.Н.
Скачать (прямая ссылка):
185
электрод If TO при ТОМ же межэлектродном расстоянии f/np = —25 кв [271].
Стремление уменьшить или совсем ликвидировать зазор между изолятором и поверхностью катода привело к применению прокладок из мягких материалов, таких, как алюминий, свинец или индий [266, 273]. Применяется также металлизация торца изолятора, примыкающего к катоду. Однако металлиза-
Рис. 54. Различные формы сочленения изолятора
с электродами*
Ip 3— электроды, 2 — изолятор*
ция в некоторых случаях может ухудшить электропрочность из-за частичного распыления металлической пленки при тренировке изолятора высоким напряжением или пробоями. При необходимости вакуумноплотного соединения изолятора с электродами хорошие результаты дает склейка их термопластичными (металл — стекло) или термореактивными (металл — керамика) смолами, которые имеют диэлектрическую постоянную, примерно такую же, как и материал изолятора. При этом наилучшие результаты достигаются при толщине пленки клея около 25 мкм, когда она выступает за пределы изолятора на 2—
3 мм, плавно сходя на нет. Когда на краю пленки имеются бугорки (выдавливание клея из-под изолятора) или клей не выходит за пределы изолятора, заметно снижается электропрочность. В общем, эффект от применения таких клеев для соединения катода с изолятором аналогичен эффекту применения покрытий катода изоляционными пленками. Поэтому требования к таким соединениям и клеям должны быть аналогичны требованиям, предъявляемым к указанным изоляционным покрытиям Недостаток описываемого соединения — возможность обгорання выступающей кромки клея при пробоях.
При вакуумноплотном соединении керамических изоляторов с электродами пайкой наилучшие результаты дает компрессион-
186
ная термодиффузионная пайка [274]. Для изоляторов в виде колец внешним 96 и внутренним диаметром 86 мм, высотой 12 мм из керамики 22ХС, соединенных по торцам с медными электродами термодиффузионной пайкой, [/пр=68 кв, по сравнению с 35 кв при пайке серебряным припоем ПСР72В. Катодный конец изолятора при этом был прикрыт с боков имевшимися на электроде буртиками высотой 2 мм Изолятор, составленный из 15 подобных колец, соединенных между собой пайкой через промежуточные металлические фланцы, пробивался по внутренней, обращенной в вакуум поверхности, только при напряжении 400 кв. Снаружи изолятор был погружен в трансформаторное масло. Принудительное распределение напряжения по секциям изолятора отсутствовало.
Характеристики изолятора в вакууме зависят также от качества его поверхности, особенно вблизи катода Положительный эффект дает загрубление (пескоструйкой, крупным абразивом) небольшого участка боковой поверхности изолятора, прилегающей к катоду. И. И. Каляцкий и Г. М. Кассиров [275] нашли, что пробивное напряжение для кварца увеличивается на 40— 70%, если вместо полировки поверхности шлифовать ее тонкой наждачной бумагой.
На рис. 55 приведены результаты измерений пробивного напряжения для пирексовых изоляторов длиной 25 мм различной формы [276]. В первой группе А определялось влияние ступенек на изоляторе вблизи катода. Эти ступеньки, препятствуя продвижению вдоль изолятора электронов, эмиттированных катодом, создают для них как бы ловушку. При этом ближайшая к катоду ступенька должна заряжаться отрицательно, что способствует уменьшению напряженности в месте контакта катода с изолятором и повышению пробивного напряжения (А-2, А-3). Однако наличие больших ступенек и сильное нависание изолятора над местом контакта с катодом способствует увеличению напряженности около него из-за различия диэлектрических постоянных вакуума и изолятора. Поэтому неблагоприятное соотношение размера ступенек А-4, А-5 может привести к снижению пробивного напряжения даже по сравнению с гладким изолятором (А-1). Для уменьшения неблагоприятного действия на-висания изолятора удалялась часть его (Б-1). Это существенно повышает пробивное напряжение.
Последняя группа В показывает влияние иного способа уменьшения напряженности электрического поля в районе контакта изолятора с катодом — экранирование этого места выступом на электроде. Такой метод также приводит к повышению пробивного напряжения, но требует более высокой объемной электропрочности материала изолятора и хорошего контакта электродного выступа с поверхностью выемки в электроде (в данном случае хороший контакт достигался металлизацией внутренней выемки изолятора). Последний метод аналогичен
I
187
U/jpjKd
200 -
З
750
t
700
50
О
\
і
і
1
г
1
г
I
і
і
і
і
і
і
і
it і і
LJ.
і
I I I
I
I I
«і > I 1 lLl
I
I
Ij
I
I
I
I
A-2
AS
AS
54
6-2
В-1
В-2
Рис. 55. Влияние формы боковой поверхности изоляторов высотой 25 мм на электропрочность:
/ — пробивное напряжение после первого пробоя, 2 — после 10 пробоев, 3 — максимальное пробивное напряжение.
- —--- — стекло пирекс 7070,-----------стекло пирекс 7740t
часто применяемой внешней экранировке места соединения изолятора с электродами, а также случаю, когда катод целиком погружен в изолятор (см. рис. 54).
