SU712858A1 - Method of ageing vacuum capacitors - Google Patents

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при изготовлении вакуумных конденсаторов.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in the manufacture of vacuum capacitors.

Известен способ тренировки вакуумных конденсаторов, включающий электроискровую обработку поверхности обкладок при непрерывной откачке его внутреннего объема ,[1].A known method of training vacuum capacitors, including electric spark surface treatment of the plates with continuous pumping of its internal volume, [1].

Недостатком способа является распыление в процессе тренировки слабо связанных микрочастиц вещества обкладок, которые могут быть причиной пробоев конденсатора при эксплуатации.The disadvantage of this method is the spraying during the training of loosely bound microparticles of the substance of the plates, which can cause breakdowns of the capacitor during operation.

Наиболее близок к изобретению по технической сущности — способ тренировки вакуумных конденсаторов, включающий электроискровую обработку поверхности обкладок |[2].Closest to the invention in technical essence is a method for training vacuum capacitors, including electric spark surface treatment of the plates | [2].

При таком способе наблюдаются пробои между обкладками конденсатора при приложении к нему напряжения, а также замыкание зазора между обкладками микрочастицами вещества обкладок.With this method, breakdowns are observed between the capacitor plates when voltage is applied to it, as well as the closure of the gap between the plates by the microparticles of the plate material.

Цель изобретения — повышение надежности.The purpose of the invention is to increase reliability.

Поставленная цель достигается тем, что по способу тренировки вакуумных конденсаторов, включающему электроискровую обработку поверхности обкладок, одновременно с электроискровой обработкой внут2 ри конденсатора создают магнитное поле, силовые линии которого направлены параллельно поверхности обкладок.This goal is achieved by the fact that by the method of training vacuum capacitors, including electric spark processing of the surface of the plates, simultaneously with the electric spark treatment of the inside of the capacitor, a magnetic field is created, the lines of force of which are directed parallel to the surface of the plates.

Способ тренировки вакуумных конденса5 торов заключается в следующем.A method for training vacuum condensers 5 is as follows.

В магнитном поле на заряды действует сила ЛоренцаIn a magnetic field, the Lorentz force acts on the charges

F = q υ X В, где q — величина заряда;F = q υ X В, where q is the magnitude of the charge;

и— скорость движения заряда;and - the speed of the charge;

В — величина магнитного поля, направление которой перпендикулярно к направлению движения зарядов. Эта сила отклоняет заряды от прямолинейного пути их движения (от одной обкладки к другой). Заряженная частица, отрываясь от обкладки, ускоряется в электрическом поле зазора и отклоняется магнитным полем. Ее траектория представляет собой петлеобразное движение, поступательная скорость перемещения частицы от одной обкладки к другой уменьшается, а средняя линия ее траектории наклоняется под некоторым углом <90° к поверхности обкладок.B is the magnitude of the magnetic field, the direction of which is perpendicular to the direction of motion of the charges. This force deflects the charges from the straight path of their movement (from one plate to another). The charged particle, breaking away from the lining, is accelerated in the electric field of the gap and deflected by the magnetic field. Its trajectory is a loop-like motion, the translational velocity of a particle from one plate to another decreases, and the middle line of its path bends at a certain angle <90 ° to the surface of the plates.

Если в такой системе происходит лавинный пробой, то угол наклона средней линии траектории движения зарядов в плазме пробоя будет непрерывно меняться, в ре зультате того, что ускоряющее напряжение в процессе разряда емкости конденсатора через пробой, уменьшается (уменьшается скорость движения заряженных частиц). Непрерывное изменение траектории движения зарядов в плазме по мере протекания пробоя резко затрудняет локализацию пробоя на каком-то одном участке поверхности обкладок. Магнитное поле заставляет плазму переходить на новый участок обкладок и не допускает взрывообразного выброса вещества из какой-то одной точки поверхности. Перемещение центра пятна плазмы по поверхности обкладок затрудняет ей поддерживать саму себя выбрасываемымвеществом обкладок, так как переходя каждый раз на новое место плазме для поддержки себя необходимо нагревать до плавления все новые и новые участки бомбардируемой поверхности обкладок. Это приводит к более быстрому пропаданию плазмы, а также к росту напряжения на конденсаторе, которое необходимо для поддержания пробоя.If an avalanche breakdown occurs in such a system, then the angle of inclination of the middle line of the trajectory of the charges in the breakdown plasma will continuously change, as a result of the fact that the accelerating voltage during the discharge of the capacitor through the breakdown decreases (the velocity of charged particles decreases). A continuous change in the trajectory of the motion of charges in the plasma as the breakdown proceeds makes it difficult to localize the breakdown on any one portion of the surface of the plates. The magnetic field forces the plasma to move to a new area of the plates and does not allow explosive release of matter from any one point on the surface. Moving the center of the plasma spot along the surface of the plates makes it difficult for it to support itself with the ejected substance of the plates, since each time moving to a new place in the plasma, it is necessary to heat more and more new sections of the bombarded surface of the plates before melting. This leads to more rapid disappearance of the plasma, as well as to an increase in the voltage across the capacitor, which is necessary to maintain the breakdown.

На чертеже схематично показано устройство для осуществления способа тренировки вакуумного конденсатора.The drawing schematically shows a device for implementing the method of training a vacuum capacitor.

Вакуумный конденсатор 1 с цилиндрическими обкладками 2 установлен на откачном посту. Перез началом тренировки обкладки конденсатора подключают к регулируемому источнику 3 высокого напряжения через ограничивающее сопротивлениеVacuum condenser 1 with cylindrical plates 2 is installed at the pumping station. After the start of the training, the capacitor plates are connected to an adjustable high voltage source 3 through the limiting resistance

4. На конденсатор устанавливают соленоид4. Install a solenoid on the capacitor

5, представляющий собой цилиндрическую катушку с намотанным на ней проводом. Ось соленоида совпадает с продольной осью цилиндрических обкладок конденсатора. Магнитные силовые линии 6 соленоида имеют равномерную густоту внутри катушки и расположены параллельно поверхности обкладок 2. Соленоид подключают к источнику 7 тока и устанавливают ток соленоида /_к, величина которого определяет напряженность магнитного поля внутри конденсатора и которая устанавливается опытным путем для каждого типа конденсатора. С помощью осциллографа 8 и индуктивного датчика 9 производят регистрацию пробоев, происходящих в конденсаторе 1.5, which is a cylindrical coil with a wire wound around it. The axis of the solenoid coincides with the longitudinal axis of the cylindrical plates of the capacitor. The magnetic lines of force of the solenoid 6 have uniform density inside the coil and are parallel to the surface of the plates 2. The solenoid is connected to the current source 7 and the current of the solenoid / _{k is set} , the value of which determines the magnetic field inside the capacitor and which is established experimentally for each type of capacitor. Using an oscilloscope 8 and an inductive sensor 9, the breakdowns occurring in the capacitor 1 are recorded.

Тренировку начинают с плавного подъе ма напряжения U_u до начала появления пробоев в конденсаторе, затем делают выдержку при этом напряжении в течение времени, пока не прекратятся пробои, затем вновь производят дальнейший подъем напряжения до возникновения пробоев и опять делают выдержку до прекращения пробоев. Таким образом, ступенями поднимают напряжение до определенного уровня, который определяется для каждого типа конденсатора по величине запаса электрической прочности, обычно это напряжение равно (1,2—1,8) ά/ρ, где U_v — рабочее напряжение конденсатора.Training begins with a smooth rise in the voltage U _u before the onset of breakdowns in the capacitor, then an exposure is made at this voltage for a time until breakdowns cease, then a further rise in voltage is made until breakdowns occur and again exposure is made until the breakdown ceases. Thus, the voltage is raised in steps to a certain level, which is determined for each type of capacitor by the magnitude of the margin of electric strength, usually this voltage is (1.2-1.8) ά / ρ, where U _v is the operating voltage of the capacitor.

В процессе пробоев заряженные частицы отклоняются магнитным полем, поступательная скорость их движения замедляется, а траектория движения непрерывно меняется. Это препятствует концентрации плазмы на отдельных локальных точках (участках) поверхности обкладок, способствует быстрому пропаданию плазмы и значительно уменьшает выброс вещества обкладок из зоны пробоя. Снижение количества распыляемых микрочастиц вещества в процессе такой тренировки уменьшает число инициаторов пробоев, а следовательно, повышает надежность конденсаторов в процессе эксплуатации, в особенности в процессе эксплуатации под действием вибрации и ударов.In the process of breakdowns, charged particles are deflected by a magnetic field, the translational speed of their motion slows down, and the trajectory of motion is continuously changing. This prevents the plasma concentration at individual local points (sites) of the surface of the plates, contributes to the rapid disappearance of the plasma and significantly reduces the release of the substance of the plates from the breakdown zone. A decrease in the amount of microparticles of a substance sprayed during such a training reduces the number of breakdown initiators and, therefore, increases the reliability of capacitors during operation, especially during operation under the influence of vibration and shock.

Claims (2)

зультате того, что ускор ющее напр жение в процессе разр да емкости конденсатора через пробой, уменьшаетс  (уменьшаетс  скорость движени  зар женных частиц). Непрерывное изменение траектории движени  зар дов в плазме по мере протекани  пробо  резко затрудн ет локализацию пробо  на каком-то одном участке поверхности обкладок. Магнитное поле заставл ет плазму переходить иа новый участок обкладок и не допускает взрывообразного выброса вещества пз какой-то одной точки поверхности . Перемещение центра н тна плазмы но поверхности обкладок затрудн ет ей поддерживать саму себ  выбрасываемым- i5 веществом обкладок, так как переход  каждый раз на новое место плазме дл  поддержки себ  необходимо нагревать до плавлени  все новые и новые участки бомбардируемой поверхности обкладок. Это при- 20 водит к более быстрому пропаданию плазмы , а также к росту напр жени  на конденсаторе , которое необходимо дл  поддержани  пробо . , На чертеже схематично показано устрой- 25 ство дл  осуществлени  способа тренировки вакуумного конденсатора. Вакуумный конденсатор 1 с цилиндрическими обкладками 2 установлен на откачном посту. Перез началом тренировки об- зо кладки конденсатора подключают к регулируемому источнику 3 высокого напр жени  через ограничивающее сопротивление 4.На конденсатор устанавливают соленоид 5,представл ющий собой цилиндрическую з5 катушку с намотанным на ней проводом. Ось соленоида совпадает с продольной осью цилиндрических обкладок конденсатора . Магнитные силовые линии 6 соленоида имеют равномерную густоту внутри катуш- о ки и расположены параллельно поверхности обкладок 2. Соленоид подключают к источнику 7 тока и устанавливают ток соленоида IK, величина которого определ ет напр женность магнитного пол  внутри 45 конденсатора и котора  устанавливаетс  опытным путем дл  каждого типа конденсатора . С помощью осциллографа 8 и индуктивного датчика 9 производ т регистрацию пробоев, происход щих в конденсато- 50 ре 1. Тренировку начинают с плавного подъема напр жени  t/н до начала по влени  пробоев в конденсаторе, затем делают выдержку при этом нанр жении в течение времени, нока не прекрат тс  пробои, затем вновь производ т дальнейший подъем напр жени  до возникновени  пробоев и оп ть делают выдержку до прекращени  пробоев. Таким образом, ступен ми поднимают напр жение до определенного уровн . который определ етс  дл  каждого типа конденсатора по величине запаса электрическои прочности, ооычно это напр жение равно (1,2-1,8) Lp, где t/p - рабочее напр жение конденсатора. В процессе пробоев зар женные частицы отклон ютс  магнитным полем, поступательна  скорость их движени  замедл етс , а траектори  двил :ени  непрерывно мен етс . Это преп тствует концентрации плазмы на отдельных локальных точках (участках) поверхности обкладок, способствует быстрому пропаданию плазмы и значительно уменьщает выброе вещества обкладок из зоны пробо . Снижение колнчества распыл емых микрочастиц вещества в процессе такой тренировки уменьшает число инициаторов пробоев, а следовательно , повышает надежность конденсаторов в процессе эксплуатации, в особенности в процессе эксплуатации под действием вибрации и ударов, Формула изобретени  Способ тренировки вакуумных конденсаторов , включающий электроискровую обработку новерхности обкладок, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности , одновременно с электроискровой обработкой внутри конденсатора создают магнитное поле, силовые линии которого направлены параллельно поверхности обкладок . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.В. П. Буц и др. Высоковольтна  тренировка вакуумных конденсаторов с помощью полуавтомата. В сб.: Электронна  техника , с. 9, вып. 5, 1969, стр. 69-76 (аналог). due to the fact that the accelerating voltage during the discharge of the capacitor capacitance through the breakdown decreases (the speed of movement of the charged particles decreases). The continuous change of the trajectory of the charge movement in the plasma as the sample progresses greatly complicates the localization of the sample on any one portion of the surface of the plates. The magnetic field causes the plasma to cross the ion portion of the plates and prevents an explosive ejection of the substance pz of any one point of the surface. Moving the plasma center to the surface of the plates makes it difficult for it to support itself with the ejected i5 substance of the plates, since the transition to a new place each time the plasma needs to be heated to melt all new and new areas of the plates being bombarded. This leads to a more rapid loss of plasma, as well as to an increase in the voltage across the capacitor, which is necessary to maintain the sample. The drawing schematically shows a device for implementing a method of training a vacuum condenser. Vacuum condenser 1 with cylindrical plates 2 is installed on the pumping post. After starting the training session, the capacitor is connected to the regulated high voltage source 3 through the limiting resistance 4. A solenoid 5 is mounted on the capacitor, which is a cylindrical coil with a wire wound on it. The solenoid axis coincides with the longitudinal axis of the cylindrical capacitor plates. The magnetic power lines 6 of the solenoid have a uniform thickness inside the coil and are parallel to the surface of the plates 2. The solenoid is connected to the current source 7 and the solenoid current IK is set, the value of which determines the magnetic field strength inside the capacitor 45 and which is established experimentally for each type of capacitor. Using the oscilloscope 8 and the inductive sensor 9, the breakdowns occurring in the capacitor 1 are recorded. The training begins with a smooth rise of the voltage t / n until the occurrence of breakdowns in the capacitor begins, then hold this exposure for a time However, the breakdowns do not cease, then the voltage is further increased until breakdowns occur, and the shutter speed is again made to stop breakdowns. Thus, the steps raise the voltage to a certain level. which is determined for each type of capacitor by the magnitude of its electrical safety margin, this voltage is normally equal to (1.2-1.8) Lp, where t / p is the operating voltage of the capacitor. During the breakdown process, the charged particles are deflected by a magnetic field, their translational speed slows down, and the distance of the movement is constantly changing. This prevents plasma concentration at individual local points (areas) of the surface of the plates, contributes to the rapid loss of plasma and significantly reduces the selection of the material of the plates from the sample zone. The decrease in the quality of the atomized microparticles of a substance during such training reduces the number of initiators of breakdowns and, consequently, increases the reliability of capacitors during operation, especially during operation under the action of vibration and shock, Formula of the Invention the fact that, in order to increase reliability, simultaneously with the electric-spark treatment inside the capacitor, a magnetic field is created, s whose lines are parallel to the surface of the electrodes. Sources of information taken into account in the examination 1.V. P. Buts et al. High-voltage training of vacuum capacitors using a semiautomatic device. In Proc .: Electronic Technology, p. 9, issue. 5, 1969, pp. 69-76 (equivalent). 2.Буц В. П. и др. Вакуумные конденсаторы . Л., «Энерги , 1971, с. 102-107 (прототип ) .2. Buts V. P. and others. Vacuum condensers. L., “Energie, 1971, p. 102-107 (prototype).