Niestabilność mikroostrzy na powierzchniach katod wysokonapięciowych próżniowych układów izolacyjnych

W pracy przeanalizowano możliwości inicjowania przeskoku elektrycznego w próżniowych układach izolacyjnych przez topnienie mikroostrzy powierzchni katody układu izolacyjnego. Mikroostrza te są nagrzewane głównie rezystancyjnie przewodzonym prądem wiązki elektronów emitowanych. Analizowano układy izolacyjne z elektrodami wykonanymi z miedzi, aluminium oraz żelaza. Wyznaczono zależności minimalnej wysokości mikroostrzy, których topnienie wierzchołków powoduje ich wzrost, od wartości średniej natężenia pola elektrycznego w układzie oraz wartości współczynnika wzmocnienia natężenia pola elektrycznego przy wierzchołku mikroostrza. Do obliczeń wykorzystano program komputerowy napisany w środowisku Visual Studio 2013 w języku programowania C#.

The paper examines the possibilities of initiating electrical breakdown in vacuum insulation systems by melting the microprotrusions of the cathode of the insulation system. These microprotrusions are heated mainly by resistively conducting current of an electron beam emitted by the microprotrusion. Insulation systems with copper, aluminum and iron electrodes were analyzed. The minimum dependencies of the microprotrusion were determined, whose melting of the vertices, under given conditions − the value of the macroscopic electric field strength and the coefficient of electric field intensification at the vertex − causes their increase. It can cause an electrical breakdown in the insulation system. Calculations were performed with the use of computer program developed in C# language in the Visual Studio 2013 environment.