Пробой по поверхности диэлектрика Пробою предшествуют предпробойные явления: протекание малого тока (~ порядка наноампера и менее и свечение поверхности диэлектрика). Протекание тока связывают с усилением электрического поля в «тройной точке». То есть ток предполагается автоэмиссионным. Механизмы пробоя: 1. Стриммерный пробой в облаке десорбированного с поверхности диэлектрика газа (ионизационное размножение электронов в газовом облаке) см.. например, А.А.Авдеев, Поверхностный пробой твёрдых диэлектриков в вакууме, ЖТФ, 1977, т.47, стр.1697-1711. 2. Зарядка диэлектрика в результате развития лавины вторичных электронов и возникновение разряда в десорбированных парах. Процесс начинается, когда эмиссия в тройной точке превосходит 1 -10 наноампер. Предполагается, что коэффициент вторичной эмиссии для катодных электронов >1. В таких условиях развивается электронная лавина, диэлектрик заряжается положительно. При повышении напряжения развивается ионизация в десорбированном газе и продуктах разложения диэлектрика. Дрейфующие к катоду положительные ионы усиливают поле в тройной точке, тем самым увеличивая эмиссионный ток. Происходит пробой промежутка вдоль поверхности диэлектрика.
Меры для повышения напряжения поверхностного пробоя: - электрическое экранирование тройной точки; - изменение формы поверхности диэлектрика (угла наклона к внешенму полю); - наложение магнитного поля для изменения траекторий электронов; - покрытие поверхности диэлектрика полупроводниковым материалом с малым коэффициентом вторичной эмиссии (например, Cr2O3); - обезгаживание диэлектрика, специальная обработка поверхности и кондиционирование.
Высоковольтный пробой вакуумного промежутка. Пробой по поверхности диэлектрика. Пример кондиционирования поверхности диэлектрика.
«Исследование возможности влияния на напряжение поверхностного пробоя путём обработки поверхности диэлектрика.» (T.Shioiri, T.Shindo, T.Kamikawaji, E.Kaneko, I.Oshima, Effect of annealing and polishing on flashover characteristics of ceramics in vacuum, Proc. XIII ISDEIV, vol.1, pp.147-150, 1998, Eindhoven, The Netherlands)
Электроды из нержавеющей стали. Керамика на основе алюминия. Полировка – притиркой (by lapping). Отжиг при температуре 1000 С.
Высоковольтный пробой вакуумного промежутка. Пробой по поверхности диэлектрика. Пример кондиционирования поверхности диэлектрика.
«Исследование возможности влияния на напряжение поверхностного пробоя путём обработки поверхности диэлектрика.» (Продолжение)
Выводы авторов работы: 1. Снижение остаточных поверхностных напряжений с помощью отжига привело к увеличению пробойного напряжения. Уменьшение напряжений с помощью полировки не очевидно. 2. Наблюдалось свечение керамики в предпробойных режимах. Снижение остаточных напряжений вызвало увеличение напряжения, при котором свечение появлялось. 3. Предполагается, что механические напряжения важны с точки зрения пробойных процессов.
Высоковольтный пробой вакуумного промежутка.
Пробой непосредственно через вакуумный промежуток. Пробой может быть инициирован как процессами на катоде, так и процессами на аноде. Оба механизма инициирования запускаются эмиссией электронов с катода. Наиболее распространена точка зрения, что природа эмиссии – автоэлектронная эмиссия.
Основные факторы, влияющие на напряжение пробоя те же, что и факторы, влияющие на предпробойные явления: - материал электродов и состояние их поверхности (усиление электрического поля, изменение работы выхода); - форма электродов (усиление электрического поля); - межэлектродное расстояние (эффект полного напряжения). Воспроизводимые напряжения пробоя могут быть получены на тщательно очищенных и кондиционированных электродах. Есть указания на то, что на таких электродах эффект полного напряжения проявляется значительно слабее.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.