Способ определения напряженности поля у поверхности заряженного изолятора

Способ определения напряженности электрического поля у поверхности заряженного изолятора, расположенного между плоскими электродами, находящимися под напряжением в вакууме, путем пропускания электронного луча вблизи указанной поверхности, измерения отклонения траектории луча от невозмущенной траектории из-за влияния электрического поля поверхности и определения напряженности электрического поля по величине указанного отклонения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения напряженности поля у боковой поверхности изолятора вблизи электрода с отрицательной полярностью, пропускают электронный луч в межэлектродный промежуток и выпускают его из промежутка в измеритель отклонения траектории через электрод с положительной полярностью, при этом энергию E_e электронов подбирают из равенства

где е заряд электрона;
V напряжение между электродами;
и H соответственно расстояние от электрода с отрицательной полярностью до контролируемой точки поверхности изолятора и расстояние между электродами;
q угол между направлением луча на входе в промежуток и поверхностью электрода с положительной полярностью.

Изобретение относится к технике борьбы с вредными проявлениями статического электричества и может быть использовано для контроля электрического поля у поверхности изоляторов, используемых в высоковольтной, пучковой и космической аппаратуре.
Целью изобретения является повышение точности определения напряженности электрического поля у боковой поверхности изолятора, расположенного между плоскими электродами, находящимися под напряжением в вакууме, за счет изменения способа ввода и вывода электронного пучка в межэлектродный промежуток.
На чертеже представлена схема устройства, позволяющего реализовать предложенный способ.
Устройство содержит электронную пушку 1 с отклоняющими пластинами 2 и источниками 3 и 4 питания элементов пушки 1. Пушка 1 создает электронный луч 5, который пропускается в промежуток между электродами 6 и 7, между которыми размещен изолятор 8. Вышедший из промежутка поток электронов попадает в приемник 9. В устройстве имеется также делитель 10.
Щели для впуска и выпуска электронов в промежуток между электродами выполнены в электроде 7 положительной полярности, направление электронного луча 5 на входе в промежуток образует острый угол с поверхностью электрода 7.
Напряжение на отклоняющие пластины 2 подается от источника 4 питания, напряжение на электрод отрицательной полярности, катод 6 и электронную пушку 1 от источника 3 питания через плечи делителя 10, исходя из соотношения

где R₁, R₂ плечи высоковольтного делителя напряжения;
V напряжение на электронной пушке, задающее энергию электронов;
U напряжение на электродах.
Способ реализуется следующим образом. Электронный луч 5 пропускается таким образом, что, проходя около поверхности диэлектрика 8 на pасстоянии от нее, отклоняется полем заряда изолятора в направлении, перпендикулярном плоскости, в которой находится невозмущенная траектория движения электронного луча, и проходит через удлиненную выходную щель в электроде 7 положительной полярности аноде. При увеличении количества зарядов на поверхности изолятора 8 электронный луч 5 изменяет траекторию движения и в результате на приемнике 9, например, на люминесцентном экране, след луча перемещается. По изменению положения электронного луча 5 на экране приемника 9 от первоначального положения судят о величине напряженности E поля электрического заряда на поверхности изолятора 8.
П р и м е р. В экспериментах по измерению напряженности поля электрического заряда изолятора используют диэлектрик УФ-46 в форме цилиндра диаметром 20 мм, высокой Н 20 мм. Электроды выполнены из нержавеющей стали диаметром 100 мм. Напряжение на катоде изолятора 25, 13 кВ, ускоряющее напряжение в электронной пушке 50 кВ, угол q равен 45^o. Размер входной щели 5х5 мм², выходной 5х10 мм². Первоначальное расстояние D от поверхности изолятора до электронного луча равно 7 мм. Расстояние от катода изолятора до места измерения напряженности поля выбрано d 0,1 мм.
Получают величину смещения луча на приемнике, равную 25 мм, а напряженность поля электрического заряда 7,6 МВ/м.
Таким образом, применение предложенного способа, позволяет определить с достаточно высокой точностью величину напряженности поля в тройном стыке катод-диэлектрик-вакуум, созданного связанными и свободными зарядами изолятора, при наличии напряжения на электродах.
Изобретение может быть использовано для борьбы с вредными проявлениями статистического электричества, например, в высоковольтной, пучковой и космической аппаратуре. Способ реализован в устройстве. Электронный луч (ЭЛ) 5 пропускают в межэлектродный промежуток между электродами 6 и 7 около поверхности изолятора 8 и выпускают его в измеритель отклонения отклоненным полем заряда изолятора 8 в направлении, перпендикулярном плоскости, в которой находится невозмущенная траектория движения ЭЛ 5. Затем ЭЛ 5 проходит через удлиненную выходную щель в электроде 7 положительной полярности - аноде. При увеличении количества зарядов на поверхности изолятора 8 ЭЛ 5 изменяет траекторию движения, и на приемнике 9, например на люминесцентном экране, след ЭЛ 5 перемещается. По изменению положения ЭЛ 5 на экране от первоначального положения судят о величине напряженности поля электрического заряда на поверхности изолятора 8. Способ имеет высокую точность. 1 ил.