Высоковольтный вакуумный ввод

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение электрической прочности при циклических изменениях температуры. Высоковольтный вакуумный ввод содержит изолятор 1, вакуумно-плотно соединенный с электродами 2, соединенные между собой стягивающими элементами 4 электростатические экраны 3. Стягивающие элементы выполнены в виде цмлиндра из материала, линейное расширение которого больше линейного расширения материалов корпуса и экранов что позволяет обеспечить плотный контакт соединения экран-изолятор при циклических изменениях температуры. 2 ил. (Л со о м to о 1

СО1ОЗ СОБЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 Н 01 В 17/26

ГОСУДAPCTBEHHbtA НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ {21) 3710448/07 (22) 04.01.84 (46) 07.12.91. Бюл. и 45 (72) Б.В.Артемьев, В.К.Ерошев, В..А.Коненков, А.К.Мусатов и В.Д.Степанов (53) 621.3!5 (088.8) (56) Авдеенко А.А. "Исследование вакуумной электроизоляции в устройствах с постоянным и импульсным напряжением". » »Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Институт ядерной физики Сибирского отделения AH СССР (01.04.01).

Журнал "IEEE Transactions of Nuclear Science", vol, NS-2б, 0 3, 1979.

„„SU„„1301207, A 1 (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВАКууМНЫЙ ВВОД (57) Изобретение относится к электротехнике, Целью изобретения является повьппение электрической прочности при циклических изменениях температуры.

Высоковольтный вакуумный ввод содержит изолятор 1, вакуумно-плотно соединенный с электродами 2, соединенные между собой стягивающими элементами

4 электростатические экраны 3. Стягивающие элементы выполнены в виде цилиндра из материала, линейное расширение которого больше линейного расширения материалов корпуса и экранов, что позволяет обеспечить плотный контакт соединения экран-изолятор при Q циклических изменениях температуры.

2 иле

07 2

Величина силы P определяется по формуле

Р = . F где 9 — предел текучести материала т электростатических экранов, 6 =20 кг/мм ;

Р - площадь контакта металл-керамика.

По диаметру экрана «1150 мм осуществляется контакт, металл-керамика.

Ширина b площади контакта металл-керамика. определяется геометрически по величине деформации а7 и радиусу закругления экранов К.b=0,5 мм.

Р 3db6 =3,14 t50 0,5- 204700 кг.

3. Для создания такого усилия пло-. щадь поперечного сечения стягивающего элемента должна быть

Р

Г.

« т:оэ. где G — предел текучести материала стягивающего элемеита,9 .=20 кг/мм т @-3

Ф

F 3 — — 235 мм принимает Р.

20 Ф:Ь. ив 235 2

4. Определим удлинение стягивающего элемента под действием силы P

Р F

И е3. Е F

O Э где 1"-60 мм, длина стягивающего элемента;

Е - модуль упругости при растяженииу Е-2 10 кг/мм2

4700 60 а 1 . — — -"» — 0 06 ьм.

2 "10" 235

5. Суммарная деформация стягивающего элемента и концов электростатических экранов а 7 И +2ьМ„0.,06+20,050, 16 мм.

Эта деформация является результатом воздействия на соединение силы .Р4700 кг.

Сила P возникает во время остывания конструкции после пайки sa счет разности коэффициентов линейных расширений материале стягивающего элемента обечайки и керамики.

6. Определим величины этих деформаций: а) уменьшение длины сгягивающего элемента на длине Ь 30 мм с э т 1 9 где 4 — коэффициент линейного расширения материала стягивающего элемента

t 13012

Изобретение относится к электротехнике, а именно к высоковольтным вакуумным вводам.

Целью изобретения является повышение электрической прочности при цик-, лических изменениях температуры.

На,фйг.1 изображен высоковольтный вакуумный ввод в разрезе; на фиг.2узел стягивания экранов.

Высоковольтный вакуумный ввод со- to держит конический изолятор 1, который вакуумно-плотно соединен с электрода" ми 2, электростатические экраны 3, которые соединены между собой в про цессе высокотемпературной пайки стя- t5 гивающими элементами 4 при помощи паяных соединений 5.

Стягивающие элементы в данном случае выполнены в виде цилиндров, но могут быть выполнены в виде скоб, ко- Щ лец со стержнями или являться частью электростатических экранов. После сбо" рки узла проводится операция высокотемпературной пайки. Во время подъема температуры происходит, свободное удли- 2> нение всех элементбв конструкции пропорционально их коэффициенту температурного расширения (КТР). Во время. остывания после соединения экранов стягивающими элементами за счет того, 33 что КТР материалов стягивающих элементов больше КТР материала изолятора, происходит растяжение стягивающих элеыентов. Силы, возникшие в стягива"

I ющем элементе, приводят к пластическим деформациям концов экранов, имеющих контакт с изолятором, что обеспе" чивает плотный контакт экран-изолятор.

Ниже приведен пример расчета соединения изолятора с. электростатичес- Щ кими экранами из условия обеспечения плотного контакта металл-керамика (фиг.2).

1. Зададимся деформацией сжатия электростатических экранов в местах дЯ контакта металл-керамика. Эти дефор" мации являются результатами воздействия силы, сжимающей кольцевой выступ керамики и осуществляющей плотный контакт металл-керамике, а величина щ определяется необходимостью снятия микронеровностей, компенсацией неточностей изготовления контактирующих поверхностей. Принимаем деформацию сжатия электростатических экранов ь1„0,05 мм.

° . 2. Сила, сжимающая кольцевой выступ керамики, создает растягивающие напряжения в стягивающем элементе.

1 3012

d, =180 10, t„--800" С, температура пайки; ь?, = 180 10 " ° 30 800=0, 4 3 мм; б) уменьшение высоты кольцевого выступа керамики 5

a7„= ;7, м, где с п — KTP керамики; о». =60. 10 ";

»»,Р „= 60 10 " 30 80=0, 14 мм;

» с.у й1 =0,43 — О, 14=0,29 мм

Результаты расчетов показывают 10 что температурные деформации болЬше

-чем суммарная деформация от расчетной силы Р, так как 0,29 мм И=0,16 мм, а это значит, что при остывании после пайки стягивающего элемента возника- 15 ют напряжения растяжения б = б и в нормальном состоянии действует сила

Р=4700 кг, которая и обеспечивает плотный контакт металл-керамика.

7, Определим перепад температур, 20 ,при котором будет сохраняться сила, стягивающая концы экранов

0 06 — — -- — — - - — --.,— --170r (d,-d. ) 1к (180-60) 10 . 30

Добиться увеличения этого интервала можно увеличением длины стягивающего элемента.

Приборы, в которых используются эти вводы, требуют через определенное30 время замены отдельных узлов прибора, поэтому каждый раз производится их откачка при температуре 400-500 С.

Никакие изоляторы с электростатичес07 кими экранами, плотно посаженные на цилиндрический изолятор, не выдерживают более 1-2 циклов. В течение же всей службы прибора это необходимо делать !О- 15 раэ, поэтому только высоковольтньп» ввод предлагаемой конструкции способен выдержать это термоциклиравание. ч ормула изобретения

Высоковольтный вакуумный ввод, содержащий корпус иэ изоляционного материала в виде усеченного. конуса, меньшее основание которого вакуумно« плотно соединено с внутренним цйлиндрическим электродом, а большее осно" ванне — с наружным цилиндрическим электродом, и электростатические экраны, отличающийся тем, что, с целью повьппения электрической прочности при циклических изменениях температуры, он снабжен стягивающими экраны элементами, выполненными в виде цилиндров разного диаметра, мень« ший из которых проходит через меньшее основание усеченного конуса, а больший охватывает большее основание усеченного конуса, и электрически соединенными с экранами, при этом цилиндры выполнены из материала, линейное рас" ширение которого больше линейного расширения материалов корпуса и эк- . ранов.

t 30120l

Составитель С.Гостев

Техред И.Кодаиич Корректор С Чер""

Редактор Т.Лошкарева

Заказ 4б63 Тираж 32 7 . Подписное

ВНИИИИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откРытий

133035, Москва, Ж-3 ., Раутпская наб., д, 4/5

Производственно ги1ли рафнчегкос нреднринтие, г, ужгород, ул. Проектнач, 4