Электроизоляция и разряд в вакууме - Сливков И.Н.
Скачать (прямая ссылка):
(см. табл. 48 и 49). Однако
ц --------------------( “і все это справедливо, когда
по* изолятор находится в равно-
мерном поле, создаваемом электродами большего диаметра, чем сам изолятор.
Если электрическое поле сильно неоднородно, особенно вблизи катодного конца изолятора, то импульсное пробивное напряжение может быть даже ниже, чем при длительном приложении напряжения. Причина в том, что распределение статического напряжения по различным участкам изолятора в значительной мере определяется проводимостью (распределение по сопротивлениям), тогда как при импульсном напряжении основную роль играют токи смещения (распределение по емкостям). В неоднородных полях эти два распределения могут сильно различаться и в некоторых случаях приводить к сильному снижению импульсного пробивного напряжения, например случай возникновения скользящего разряда вдоль изолятора.
С. П. Бугаев и Г. А. Месяц [280] исследовали импульсные характеристики скользящего разряда на прямоугольных импульсах напряжения длительностью 0,5 мксек. На рис. 59 приведена зависимость пробивного напряжения от диаметра меньшего электрода. Обращает на себя внимание сильное снижение импульсного пробивного напряжения, когда диаметр катода значительно меньше диаметра изоляционной пластины. В этом случае электрическое поле в месте соприкосновения изолятора с краем катода существенно сильнее, чем при статическом напряжении, когда утечки вдоль поверхности изолятора выравнивают поле. Это и приводит к большому различию статического и импульсного пробивных напряжений.
Аналогичный эффект снижения импульсного пробивного напряжения обнаружен и в работе [281] для плоских электродов диаметром 30 мм, между которыми зажимался диск большего диаметра из белого полиэтилена. В табл. 51 приведены резуль-
г, мксек
Рис. 58. Зависимость пробивного напряжения по изолятору из фторопласта U). винипласта (2) и эпоксидной смолы (5) высотой 9,5 мм от длительности KOCOVгольной волны на-
пряжения.
192
таты измерений при постоянном и импульсном (5/40 мксек) напряжениях для изолятора толщиной 5 мм в зависимости от разности диаметров изолятора и электродов, т. е. от длины пути между электродами по изолятору.
Upnj
сі?1мм
Рис. 59. Зависимость пробивного напряжения по изолятору из стеатита от диаметра верхнего электрода:
1 — статическое напряжение, верхний электрод-катод; 2 — импульсное напряжение, верхний электрод-анод; 3 — импульсное
напряжение, верхний электрод-катод.
Коэффициент импульса равен 0,7, что, по данным авторов, значительно ниже, чем при тех электродах и изоляторе в воздухе.
Динамика развития искрового пробоя вдоль поверхности изолятора исследовалась С. П. Бугаевым и др. [282] при воз*
T аблица
Пробивное напряжение по поверхности изолятора, ^'зажатого между
электродами меньшего «диаметра
51
Разность Статическое Импульсное ** Разность' Статическое Импульсное
диаметров, мм ^пр» Кб пр> кв диаметров, мм ипр, "пр,
10 100 73 40 125 90
20 110 80 100 133 HO
действии прямоугольных импульсов наносекунднои длительности напряжением до 50 кв. Примененная аппаратура позволяла с большой чувствительностью регистрировать развитие свечения вдоль поверхности изолятора и сопоставлять полученные снимки с осцитлограммами тока и напряжения. Если керамиче-
7 И Н. Сливков
193
ский изолятор (цилиндр диаметром 11 и высотой 2 мм) находился в равномерном электрическом поле, то спустя некоторое время, измеряемое наносенкундами, после подачи импульса напряжения у катодного конца изолятора появилось свечение (рис. 60). Это свечение со скоростью (1 -г-6) • IO7 см/сек, зави-
2
3
Рис. 60. Различные фазы развития пробоя по изолятору и сопоставление их с кривой нарастания тока. (Снимок 8 снят при сильном уменьшении диафрагмы.)
сящей почти линейно от средней напряженности электрического поля (10—20 кв/мм), распространялось вдоль поверхности изолятора по направлению к аноду. При этом ток между электродами постепенно возрастал и к моменту достижения свечением анода достигал силы 10 а. Когда свечение достигало анода, возникала сильная вспышка: за время меньше 1 нсек яркость свечения возрастала на несколько порядков. На осциллограмме этот момент соответствует резкому возрастанию силы тока. Изменялся и характер свечения: из диффузного оно стало более очерченным, образовался канал. При увеличении давления от IO-5 до IO-3 мм рт. ст. развитие пробоя не изменялось, но скорость распространения свечения от катода к аноду заметно увеличивалась*.
* Если поле резко неравномерное и напряженность у анода значительно выше, чем у катода, то свечение появляется вблизи анода и распространяется к катоду [280].
194
Таким образом, время развития пробоя вдоль изолятора определяется в основном временем распространения свечения от катода к аноду и при толщине изолятора 2 мм составляет 3— 20 нсек. В более ранней работе С. П. Бугаева и Г. А. Месяца [283] было найдено, что время развития разряда очень мало зависит от материала изолятора и от упругости его паров. Указанные экспериментальные результаты привели авторов к заключению, что разряд вдоль поверхности изолятора вызывается одиночными электронами, эмиттируемыми катодом вблизи кромки изолятора, и затем лавинообразно развивается в слое газа, адсорбированного на поверхности изолятора. Оценки показали, что количество адсорбированного на поверхности изолятора газа вполне достаточно для развития электронных лавин.
