Особенности применения твердотельной высоковольтной изоляции в портативных источниках рентгеновского излучения

Особенности применения твердотельной высоковольтной изоляции в портативных источниках рентгеновского излучения.

          В стенах нашей кафедры небольшая группа людей занимается разработкой рентгеновской техники.  Как известно, рентгеновская аппаратура состоит из двух основных элементов: это рентгеновская трубка  и источник высоко напряжения.

         Источники рентгеновского излучения бывают самого различного назначения в  зависимости от  задач, которые призвана решать конкретная рентгеновская аппаратура.

         В настоящий момент разработано и серийно выпускается огромное кол-во рентгеновских трубок и, зачастую,  одна и та же конструкция рентгеновской трубки позволяет решать широкий спектр вопросов. В этом случае на первое место в конструировании аппаратуры выходит источник высокого напряжения, питающий рентгеновскую трубку.

       Режимы работы рентгеновской техники бывают различны и требования к аппаратуре, зависящие от режима работы, так же отличаются. Это м. б.:

- долговременный режим работы,

- мгновенный выход на режим,

- мгновенное  выключение системы.

- работа аппаратуры с определенной стабильностью на временном промежутке,

- величина и частота пульсаций высокого напряжения,

- массогабаритные параметры и т.д.

       Все эти требования относятся к высокому напряжению, подаваемому на РТ и повышенное внимание при конструировании  источники ВН уделяется диэлектрическим материалам, которые изолируют высоковольтные цепи от низковольтных.

       В каждом ИВН присутствуют и нулевой потенциал  и потенциал в десятки и сотни киловольт, необходимые для работы рентгеновской трубки. Задача высоковольтной изоляции обеспечить бесперебойную и стабильную работу ИВН.

       В качестве материалов для высоковольтной изоляции м.б. использованы как жидкостные диэлектрики, так  и твердотельные.

       Долгое время в качестве основного жидкостного  д\э выступало трансформаторное масло.

      Основные плюсы данного д\э это:   высокая д\э прочность, у подготовленного масла до 35-40 кВ на мм , высокая ремонтопригодность аппаратуры. Минусы:  сложность конструкции для обеспечения герметичности системы,  сложность подготовки масла перед использованием (обежгаживание, удаление паров воды и механических включений).

       С развитием химической промышленности, появились различные виды твердотельной изоляции. Это компаунды на основе эпоксидной смолы и компаунды на основе силикона и полиуретанов. Применение твердотельной изоляции при разработке и изготовлении рентгеновской техники позволило создать рентгеновские приборы в портативном исполнении.    20-25 лет назад, в стенах нашего института в частности, началось активное внедрение компаунда на основе эпоксидной смолы. Основными преимуществами которой являются:

-высокая диэлектрическая прочность 20-25  кВ на мм,

-механическая прочность и, следовательно,  возможность использовать саму высоковольтную изоляцию как шасси для схем управления,

- отсутствие герметичных соединений  в готовом ИВН и снижение габаритных показателей.

        В первичном состоянии твердотельная изоляция представляет собой  два компонента, при смешивании которых в определенной пропорции происходит кристаллизация компонентов.

     Основным минусом данной изоляции низкая ремонтопригодность, в застывшем состоянии ИВН превращается в камнеподобную структуру, вскрыть которую для ремонта внутреннего содержимого, а тем более в нужном месте, не всегда удается, поэтому особенность применения такой изоляции является : подбор компонентов с запасом по техническим параметрам, контроль узлов ИВН на всех этапах сборки.

       В последнее время на рынке материалов твердотельной изоляции появился компаунд на основе силикона.

      Также как и компаунды на основе эпоксидной смолы они обладают высокой д\э прочностью ~25 кВ на мм, состоят из двух компонентов, при смешивании которых происходит переход  из одного агрегатного состояния в другое и образование однородной массы с плотностью от 1 до 1,5  г на см в кубе.