Влияние процессов в порах поверхности электродов на вакуумную электроизоляцию

• Автор: Татаринова, Нина Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 303 с. : ил

Содержание

1. Введение..........................................................6-чз

2.Характеристики вакуумной электроизоляции при контроле состояния поверхности высоковольтных электродов

2.1. Введение

2.2.Экспериментальная установка и приборы.

Индикация состояния поверхности электродов

2.2.1. Типичные обработай высоковольтных электродов

2.2.2. Метод контроля состояния поверхности электродов с помощью послеразрядной, фотоэлектронной эмиссии и величины нормального катодного падения тлеющего разряда
2.3. Характеристики вакуумной электроизоляции с электродами, очищенными до чистометаллического состояния................. з з-7я
2.3.1. Первые опыты по исследованию характеристик вакуумной электроизоляции при контроле состояния поверхности высоковольтных электродов (медные, молибденовые электроды ). Вакуумные промежутки свыше 1мм..............................33.-
2.3.2. Опыты с чистометаллическими электродами при отсутствии послеразрядной эмиссии электронов (приборы № 1+5)............ 46-*
2.3.3. Длительная выдержка вакуумного промежутка с чистометаллическими электродами под напряжением
2.3.4. Влияние микропробоев вакуумного промежутка с чистометаллическими электродами на характеристики вакуумной электроизоляции..............................................63+-
2.3.5. Характеристики Фаулера-Нордгейма; “эффекты полного напряжения и тдка” для чистометаллических электродов
2.3.6. Причина появления больших предпробойных токов с
чистометаллических электродов

2.4.Влияние загрязнений на поверхности электродов
2.4.1 .Влияние пленки окисла.Сравнение методов
кондиционирования электродов микропробоями в вакууме и
предварительной очистки тлеющим разрядом
2.4.2. Влияние пленок масла, попадающего из вакуумных
насосов
2.4.3. Влияние загрязнений материалами, поступающими с оксидного термокатода 8'9'+-
2.5. Основные результаты 98т
3. Аномальные характеристики Фаулера-Нордгейма предпробойных токов в вакууме - проявление неизвестных ранее процесів в порах поверхности электродов ыон к,
3.1 .Объяснение аномальных характеристик Фаулера-Нордгейма предпробойных токов в вакууме в опубликованных работах
3.2. Предлагаемая модель физических процессов, вызывающих аномалию характеристик Фаулера- Нордгейма для токов в вакууме . 105 т116 4,Основные характеристики нового явления в порах поверхности высоковольтных электродов под действием внешнего электрического ПОЛЯ, пороэлектронная ЭМИССИЯ 117-4
4.1.Вольт-амперная характеристика предпробойных токов в вакууме
для электродов большой пористости........................ 1
4.2.Влияние газонасыщенности пористой поверхности электродов на вольт-амперную характеристику вакуумного промежутка
4.2.1. Чистометаллические электроды большой пористости
(режим геттерирования).....................................І2 5т із'
4.2.2. Опыты с пористыми электродами, длительно
находившимися на атмосфере
4.3. Влияние размеров и конфигурации пор поверхности электродов на вольт-амперную характеристику вакуумного
промежута

4.4. Гистерезис вольт-амперных характеристик пористых электродов . 174-4
4.5. Свечение в вакуумном промежутке при измерении вольт-амперных характеристик пористых электродов
4.6. Влияние продольного магнитного поля на вольт-амперные характеристики пористых электродов
4.7. Эрозия пористых электродов
4.8.Холодный катод на основе пороэлектронной эмиссии
4.9.Использование пороэлектронной эмиссии для индикации состояния поверхности электродов.................................. 194-19
4.9.1. Индикация напыленных металлических пленок
4.9.2. Метод определения микропористости поверхности 19б~
4.9.3. Метод оценки газонасыщенности пористых материалов 197-198 4.10. Основные результаты главы 4
5.Нарушение вакуумной электроизоляции при возбуждении процессов в порах поверхности высоковольтных электродов 200=-27
5.1. Предпробойные токи
5.2. Микроразряды и вакуумная дуга
5.3. Запаздывание пробоя вакуума с пористыми электродами
5.4. Влияние анода
5.5. Влияние объема и конфигурации вакуумного промежутка . 22
5.6. “Эффекты полного напряжения и тока”........................ 2:
5.7. Диэлектрик в вакуумном промежутке........................ 239.-
5.7.1. Нарушение вакуумной электроизоляции при наличии диэлектрика- следствие процессов в порах “тройной точки”'
5.7.2. Опыты, подтверждающие предложенный
механизм нарушения вакуумной электроизоляции с диэлектриком
5.8. Влияние процессов в порах на различные явления в вакууме и
газе............................................................ 259-Г-26
5.9. Подавление процессов в порах - метод повышения электрической прочности вакуумной электроизоляции
5.10. Основные результаты главы

промежутков заметно уменьшаются, а напряжение первых микропробоев увеличивается. За микропробой принималась та величина напряжения, при которой регистрировался всплеск тока и свечение в промежутке. Более правильно считать, что напряжение поднималось до появления первого микроразряда. При таких исследованиях недопустимо было доводить до появления вакуумной дуги, так как даже кратковременная дуга сильно изменяет поверхность электродов и невозможно было обнаружить истинное влияние предварительной обработки электродов. Напряжение таких микропробоев возрастало и для вакуумного промежутка 6=0,2 мм оно составляло соответственно 5,9 и 17,5 кВ, т.е. напряжение первых микропробоев возросло в 3,5 раза. Для вакуумного промежутка й=0,4 мм микропробой произошел только при напряжении 10 и 14 кВ. В третьем состоянии электродов при максимальном высоковольтном напряжении на установке 20 кВ пробой не наблюдался. В таблице 2.3.1 показано, как повышается напряженность внешнего электрического поля от состояния 1 к состоянию 3 при токе 50 мкА для разных вакуумных промежутков. Таблица составлена по ВАХ вакуумных промежутков (рис.2.3.2 - а,б). Однако следует отметить, что напряженность микроразрядов для промежутка 0,2 мм была выше 108 В/м.
Напряженность внешнего электрического поля , способная вызвать в вакуумном промежутке одну и ту же величину тока, увеличилась в 3 - 3,5 раза. Необходимо отметить, что измеряемые токи были весьма нестабильны, поэтому измерения токов выполнялись довольно быстро (в течение - минуты).
Молибденовые электроды [6-8]. Процедура подготовки молибденовых электродов была такой же как для медных. Электроды ^вытачивались на станке, полировались, промывались обезжиривающим раствором и впаивались в неразборный экспериментальный прибор (рис.2.2.1). Диаметр электродов - 15 мм.
Работа выполнялась в указанной последовательности:
1.Прибор прогревался до 300°С при вакууме не хуже 5 • 10 5мм рт.ст.