Czas rozwoju podstawowych zjawisk fizycznych w mechanizmach inicjowania przeskoku elektrycznego w próżni

• Autorzy: Twardosz G. , Opydo W. , Bieliński K.

Identyfikatory

DOI

10.21008/j.1897-0737.2018.94.0028

Warianty tytułu

EN

Basic physical phenomena development time in the mechanisms initiating electric breakdowns in vacuum

• Konferencja: Computer Applications in Electrical Engineering (23-24.04.2018 ; Poznań, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono analizę czasu rozwoju najwolniej przebiegających zjawisk fizycznych występujących w mechanizmach inicjowania przeskoku elektrycznego w próżni. Te zjawiska decydują w głównej mierze o opóźnieniu inicjowania przeskoku i powodują, że wytrzymałości elektryczne próżniowego układu izolacyjnego przy napięciu stałym, udarowym lub przemiennym będą się różnić. Wyznaczono zależności stałej czasowej nagrzewnia mikroostrzy, wykonanych ze stali, miedzi bądź aluminium, od ich wysokości i porównano z zależnościami stałej czasowej nagrzewnia obszaru anody, wykonanej z tych samych materiałów, bombardowanego wiązką elektronów, od wartości napięcia. Ponadto wyznaczono zależność czasu przelotu, przez 10 mm przerwę międzyelektrodową próżniowego układu izolacyjnego, kulistej mikrocząstki wykonanej z miedzi lub aluminium, przy napięciu na zaciskach układu wynoszącym 100 kV i 200 kV, od promienia mikrocząstki. W mechanizmie desorpcyjnym inicjowania przeskoku wyznaczono zależność czasu całkowitego pokrycia powierzchni próżniowo czystej, o temperaturze 300 K, 600 K i 900 K, monomolekularną warstwą głównymi składnikami powietrza, azotem i tlenem, od ciśnienia. Do obliczeń wykorzystano program komputerowy napisany w środowisku Visual Studio 2013 w języku programowania C#.

EN

The paper presents the analysis of development time of the slowest basic physical phenomena occurring in the mechanisms of initiating the electrical breakdowns in a vacuum. These slow-moving phenomena are primarily decisive for the delay in initiating the breakdown and are responsible for the differences between the electrical strength of the vacuum insulation system under direct, alternating and surge voltage. The dependence of the time constant of the heating of microprotrusions made of steel, copper or aluminum, on their height was determined and compared with the dependencies of the time constant of the heating of the anode area, made of the same materials, bombarded with electron beam, on the voltage value. In addition, the dependence of the passage time of a spherical microparticle made of copper or aluminum through a 10 mm inter-electrode gap of the vacuum insulation system with a voltage of 100 kV and 200 kV, on the radius of the microparticle was determined. The desorption mechanism of the hopping initiation determined the dependence of the total time of covering the vacuum-clean surface at temperature of 300 K, 600 K and 900 K, with the monomolecular layer of the main air components, nitrogen and oxygen, on pressure. Calculations were performed with the use of computer program developed in C# language in the Visual Studio 2013 environment.

Słowa kluczowe

PL

próżniowy wysokonapięciowy układ izolacyjny; przeskok elektryczny; emisja polowa elektronów; mikrocząstki metaliczne; desorpcja; wytrzymałość elektryczna

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering
• Rocznik: 2018
• Tom: No. 94
• Strony: 319--330
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Twardosz G.

• Politechnika Poznańska

autor

Opydo W.

• Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy

autor

Bieliński K.

• Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy

Bibliografia

• [1] Cranberg L., The initiation of electrical breakdown in vacuum, J. Appl. Phys., 1952, vol. 23, s. 518.
• [2] Groszkowski J., Technika wysokiej próżni, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1978.
• [3] Kustom R. L., The behavior of vacuum electrodes under the influence of radio frequency electric fields, w Proc. of the IIIrd International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, Paryż 1968, s. 223.
• [4] Olendzkaja N. F., Proboj vakuumnogo promežutka pri perenose meždu elektrodami provodâščih častic, Radiotehnika i èlektronika, 1963, t. 8, s. 479.
• [5] Opydo W., Bieliński W., Opydo D., Prędkości mikrocząstek w próżniowych i gazowych wysokonapięciowych układach izolacyjnych, Poznan University of Technology Academic Journals Electrical Engineering, 2016, nr 86, s. 405.
• [6] Opydo W., Ranachowski J., Właściwości elektryczne próżniowych układów izolacyjnych przy napięciu przemiennym, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa – Poznań 1993.
• [7] Slivkov I. N., O mehanizme èlektričeskogo proboâ v vakuume, Žurnal tehničeskoj fiziki, 1957, t. 27, s. 2081.
• [8] Tarasova L. V., Desorbcionnyj mehanizm èlektričeskogo proboâ v vakuume, Doklady AN SSSR, 1966, t. 167, s. 330.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).