Способ повышения импульсного пробивного
О П И С А Н И Е 378966
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 13.Vll.1971 (№ 1685270/24-7) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 18ЛЧ.1973. Бюллетень № 19
Дата опубликования описания 25Л 11.1973
М. Кл. Н 01b 3/20
Комитет по делам
УДК 621.315.615(088.8) изобретеиий и открытий при Совете Министров
t к
1;.", А. А. Воробьев и В. Я. Ушаков
Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском политехническом институте
Авторы изобретения
Заявитель
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ПРОБИВНОГО
НАПРЯЖЕНИЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ПРОМЕЖУТКОВ
В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ
С ЖИДКИМ ДИЭЛЕКТРИКОМ
Известно несколько способов повышения пробивного напряжения изoJIRIIHQHHbIõ,ïðoìåжутков в жидкости. Основными H3 iHHX SIBJISIIOTCH:
1. Применение в комбинации с жидкой изоляцией твердых диэлектриков в виде покры= тий .на электродах (метод изолирования и метод покрытия). При малой толщи не твердого диэлектрика способ основа н на уменьшении отрицательного влияния примесей в жидкости на пробой .промежутка, так как cJIIQH твердого диэлектрика препятствует образован ию мостика из примесей между электродами, по которому облегчен пробой. При большой толщине твердой изоля|ции на электродах к указанному эффекту добавляется увеличение пробивного,напряжения вследствие высокой электрической,прочности твердой изоляции, принимающей на себя з начительную 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 образова нию мостиков из примесей и развитию электроннофотонных процессов за барьером.
3. Увеличение степени однородности полч выбором соответствующей формы электродов.
Однако первый Опособ эффективен лишь при длительном приложении напряжения (постоя нное, перемененное и высокочастотное) и не ,применим в импульсных устройствах, вто5 рой — на импульсном напряжении, также дает незначительный положительный эффект и
:срок службы барьеров очень мал. Кроме того, установка барьера в малых промежутках и в щзомежу"i êÿõ со сложнОЙ конфигурацией элек10 тродов не всегда возможна, по конструктивным соображениям. Третий способ полностью может быть реализован лишь в редких случаях. В большинстве высоковольтных конструкций электроды создают неоднородное
15 поле.
Для повышения импульсного пробивного напряжения изоляционных,промежутков в жидкости с неоднородным полем в изолирующую жидкость вводится тонкий, порошок про20 водящего материала, (например графита), что обеспечивает выравнивание электричеако го поля.
При кратковременном приложении напряжения взвешенные проводящие частицы не
25 успевают переместиться на участки с повышепной напряженностью поля (эффект Кена) и сориентироваться по силовым линиям поля, т. е. мостики не образуются. Каждая частица создает с электродами емкости, по которым и
30 распределяются потенциалы, 378966
Составитель В. Бондаренко
Редактор Н. Данилович Техред Е. Борисова Корректор И. Божко
Заказ 203476 Изд. № 500 Тираж 780 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Кроме того, благодаря развитию лоляризационных процессов в. жидкости вокруг взвешенных 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 макроскопического поля, при водящее к повышению пробивного на пряже н ия, зависит от длительности и формы импульса напряжения, длины промежутка и конфигурации электрического поля в нем, концентрации, размеров и электрических характеристик взвешенных частиц, а также от диэлектрических свойств жидкости,.
Пр и введении дисперсной фазы в жидкость необходимо выполнить следующие условия:
1. Концентрация частиц не должна превы= шать величи ну, 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:
t = Зт -1ООр,У(4kTcp, где т1 и р, — коэффициент вязкости и плотность жид кости, соответственно;
p„, d и с — плотность, диаметр и весовая концентрация твердых взвешен ных частиц, соответственно;
5 k постоя нная Больцмана;
Т вЂ” температура жид|кости по
Кельвину.
2. Диаметр частиц должен быть: а) не больше величины, при которой время оседания не коагулированных 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 подсчита|но по известным простей шим формулам); б) должен быть не менее чем на два порядка меньше межэлектродного промежутка, в который он и вводятся.
20 Предмет из о бр ете ни я
Способ .повышения импульсного пробивного напряжения изоляционных промежутков. в электротехнических устройствах с жидким диэлектриком путем выравнивания электрического поля, отличающийся тем, что, в ж идкий диэлектрик вводят диспергирова нный проводящий материал с частицами., размеры которых не превышают сотой части величины межэл|ектродного промежутка, концентрация меньше концентрации агрегирования вследствие тепловой коагуляции и время оседания которых значительно превышает длительность рабочего цикла устройства.
