Способ повышения импульсного пробивного

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваМ. Кл. Н 01 Ь 3/2 85270/ Заявлено 13.Ч 1.1971 ( с присоединением заявки риоритетпубликовано 18 1 Ч.1973. Комитет по делам изобретений и открытиК 621.315.615 (088.8) ллетень19 ри Совете Министра СССРАвторыизобретенияЗаявитель А. А. Воробьев и В. Я, Ушаков Научно-исследовательский институт высоких н при Томском политехническом институтСПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ПРОБИВНО НАПРЯЖЕНИЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ПРОМЕЖУТКОВ В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ С ЖИДКИМ ДИЭЛЕКТРИКОМ2 Известно несколько способов повышения пробивного напряжения изоляционных,промежутков в жидкости.Основными из них являются:1. Применение в комбинации с жидкой изоляцией твердых диэлектриков в виде покры= тий на электродах (метод изолирования и метод покрытия). При малой толщине твердого диэлектрика способ основан на уменьшении отрицательного влияния примесей в жидкости на пробой промежутка, так как слой твердого диэлектрика препятствует образованию мостика из примесей между электродами, по которому облегчен пробой. При большой толщине твердой изоляции на электродах к указанному эффекту добавляется увеличение пробивного;напряжения вследствие высокой электрической,прочности твердой изоляции, принимающей на себя значительную часть разности потенциалов между электродами.2. Установка в межэлектродном зазоре с неоднородным полем диэлектрических барьеров. Пробивное напряжение увеличивается вследствие выравнивания поля объемными зарядами, оседающими, на барьере, действием барьера как механической, преграды образованию мостиков из примесей и развитию электроннофотонных процессов за барьером.3, Увеличение степени однородности полч выбором соответствующей формы электродов,Однако первый способ эффективен лишьпри длительном приложении напряжения (постояихное, перемененное и высокочастотное) и не,применим в импульсных устройствах, вто 5 рой - на импульсном напряжении, также дает незначительный положительный эффект исрок службы барьеров очень мал. Кроме того,установка барьера в малых промежутках и вщзомезку"1 ках со сложнОЙ конфигурацией элек 10 тродов не всегда возможна, по конструктивным соображениям. Третий способ полностьюможет быть реализован лишь в редких случаях. В большинстве высоковольтных конструкций электроды создают неоднородное15 поле.Для повышения импульсного пробивногонапряжения изоляционных,промежупсов вжидкостями с неоднородным полем в изолирующую жидкость вводится тонкий, порошок про 20 водящего материала, (например графита),что обеспечивает выравнивание электричеакого поля.При кратковременном приложении напря.жения взвешенные проводящие частицы не25 успевают переместиться на участки с повышенной напрякенностью поля (эффект Кена)и сориентироваться по силовым линиям поля,т. е. мостики не образуются. Каждая частицасоздает с электродами емкости, по которым и30 распределяются потенциалы,Заказ 2034/6 Изд.500 Тираж 780 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 Кроме того, благодаря развитию лоляризационных процессов в жидкости вокрут взвешеиных частиц возникают локальные поля. При,концентрациях выше некотосой критической происходит взаимодействие локальных полей, приводящее:к уменьшению неоднородности макрополя. Аналогичный эффект вызывает распределение поля по емкостям, образованным каждой частицей с обоими электродами и системой остальных частиц. Уменьше= ние неоднородности макроскопичеокого поля, приводящее к повышению пробивного напряжения, зависит от длительностями и формы импульса напряжения, длины промежутка и конфигурации электрического поля в нем, концентрации, размеров и электрических характеристик взвешенных частиц, а также от диэлектрических свойств жидкостиПри введении дисперсной фазы в жидкость необходимо выполнить следующие условия:1. Концентрация частиц не должна превы= шать величину, при которой вследствие тепловой коагуляции происходит агрегирование примесей, приводящее к образованию мостиков, способных перемкнуть электроды за время, соизмеримое с рабочим циклом установ= ки, Время быстрой тепловой коагуляции может быть рассчитано по формуле:У = Зт 1 ООртУ)4 ЙТср,где Ч и рп - коэффициент вязкости и плотность жидкости, соответственно; р д и с - плотность, диаметр и весоваяконцентрация твердых взвешенных частиц, соответственно;5 й постоянная Больцмана;Т - температура жидкости поКельвину.2. Диаметр частиц должен быть: а) небольше величины, при которой время оседания некоагулированных частиц в покоящейся жидкости или жидкости в потоке (дланя устройств с прокачкой жидкости) соизмеримо с рабочим циклом устройства, в котором используется жидкостная изоляция (это время может быть подсчитано по известным простейшим формулам); б) должен быть не менее чем на два порядка меньше межэлектродного промежутка, в который они вводятся,20 Предмет изобретенияСпособ повышения импульсного пробивногонапряжения изоляционных промежутков в электротехничеоких устройствах с жидким диэлектриком путем выравнивания электрического поля, отличающийся тем, что, в жидкий диэлектрик вводят диспергированный проводящий материал с частицами, размеры которых не превышают сотой части величины межэлектродного промежутка, концентрация 30 меньше концентрации агрегирования вследствие тепловой коагучяции и время оседания которых значительно превышает длительность рабочего цикла устройства.