Claims (1)
Изобретение относитс к области криогенной энергетики и может быть использовано, например, при исследовании электрической прочности различных криогенных сред: холодных гели , азота, водорода и т.д. при повышенных давлени х. Использование жидкого сжатого или сверхкритического гели в качестве электрической изол ции дл сверхпровод щих линий электропередач требует проведени экспериментальных исследований его электрической прочности при услови х, максимально приближенных к рабочим, т.е. при температуре 4,2-20К и при давлении 1-20 ат. Известно устройство дл исследовани электрической прочности сжатой углекислоты в диапазоне давлений 1-40 ат при температурах 270-330 К. Оно состоит из стальной камеры с герметичной изол ционной крышкой fll . Это устройство не может быть использовано при криогенных температурах , так как из-за различи в температурных коэффициентах линейного расширени металлического корпуса и изол ционного материала ввода уплотнени . примененные в.данной конструкции меж ду вводом и корпусом, потер ют герметичность при охлаждении. Известно также устройство, используемое дл исследовани электрической прочности сжатого гели в диапазоне температур 4,2-20 К. Оно состоит из криостата с Высоковольтным вводом и размещенной в нем камеры с разр дными электродами, котора снабжена герметичной электроизол ционной крышкой с токоведущей жилой ввода, соединенной с одним из электродов И Однако и это устройство имеет р д недостатков. Необходимость заполнени камеры гелием из баллонов высокого давлени приводит к искажению результатов по определению электрической . прочности жидкого сжатого или сверхкритического гели , так как исследуемой средой при опытах должен быть жидкий гелий, получаемый от ожижител и содержащий характерные дл процесса ожижени примеси. Кроме того, невозможность изменени рассто ни между электродами в процессе выполнени опытов, что значительно замедл ет темпы накоплени результатов, а также неэффективность процесса охла эдени и ожижени газообразного гели непосредственно в камере за счет выпаривани жидкого гели из криостата приводит к значительному увеличению расхода жидкого гели . Цель изобретени - повышение точности , расширение диапазона и уменьшение времени измерений. Поставленна цель достигаетс тем, что в электроизол ционной крышке камеры выполнено центральное отверстие стенка которого вл етс седлом клапана конической формы, размещенного в камере, жестко св занного с токоведущей жилой ввода и имеющего на нижнем торце поперечные пореви, причем клапан выполнен с возможностью осевого вращени и перемещени вдоль оси установки, а один из разр дных электродов снабжен ринтовым приводом дл продольного перемещени , в верхней части штока которого размещены поперечные штыри, выполненные с возможностью вхождени в поперечные прорези клапана при его продольно-осевом перемещении. На чертеже представлено предлагае мое устройство. В криостате 1 размещена камера 2 с герметичной электроизол ционной крышкой 3, в центральном отверстии которой установлен клапан 4 коничес кой формы, выполненный, например, из фторопласта и жестко св занный с ток ведущей жилой 5 высоковольтного ввода 6, а через поперечные пазы 7 - со штыр ми крестообразной формы 8 винто вого привода 9 и 1Q перемещени верх него электрода 11. Скольз щее электрическое соединение клапана 4 и крес товины 8 зашунтировано гибким провод ником 12.. Исследуемый искровой промежуток о разован верхним подвижным электродом 11 и нижним неподвижным 13, Межд изол ционной крышкой 3 и корпусом ка меры 2 имеетс уплотнение с индиевой прокладкой 14 и пружинной компенсационной шайбой 15, Камера 2 закрепле на на капке криостата 1 при помощи трубок 16 о Устройство работает следующим обр зом , При заливке криостата 1 криогенно жидкостью, например.жидким гелием, о новременно заполн етс внутренний объем камеры 2 (клапан 4 открыт), По , ле окончани захолаживани всех конс руктивных элементов устройства и установлени теплового режима камеры Производитс регулировка рассто ни между электродами, осуществл ема пу тем вращени на требуемое число оборотов жесткой токоведущей жилы 5, передаваемого на винтовую пару 9 и 10 через пазы 7 и крестовину 8. Далее клапан 4 запираетс посредством поступательного перемещени токоведущей жилы 5. Подъем давлени до требуемой величины осуществл етс от баллонов с сжатым газообразным гелием по капилл ру, подведенному к камере 2 (на чертеже не показан). Предлагаемое устройство позвол ет исследовать электрическую прочность жидкого гели , полученного от обычного гелиевого ожижител , причем возможно изменение рассто ни между электродами в процессе эксперимента. Расход жидкого гели снижаетс в несколько раз, так как в камере должно быть ожижено только то количество гели , которое необходимо дл повышени давлени в ней до требуемой величины. Формула изобретени Устройство дл исследовани электрической прочности хладагента как криогенной изол ции при повышенных давлени х, например сверхкритического гели , состо щее из криостата с высоковольтным вводом и размещенной в нем камерой с разр дными электродами, котора снабжена герметичной электроизол ционной крышкой с токоведущей жилой ввода, соединенной с одним из электродов, отличающеес- тем, что, с целью повышени точности, расширени диапазона и уменьшени времени измерений, в электроизол ционной крышке камеры выполнено центральное отверстие, стенка которого вл етс седлом клапана конической формы, размещенного в камере, жестко св занного с токоведущей жилой ввода и имеющего иа нижнем торце поперечные прорези, причем клапан выполнен с возможностью осевого вращени и перемещени вдоль оси установки, а один из разр дных электродов снабжен винтовым приводом дл продольного перемещени , в верхней части штока которого размещены поперечные штыри, выполненные с возможностью вхождени в поперечные прорези клапана при его продольноосевом перемещении. Источники информации, прин тые во внимание цри экспертизе: ,2 5 T2 2 2-23-l:. S.R.Q.Meats Pros JEE.v. 119, 1972, p.760-766,The invention relates to the field of cryogenic energy and can be used, for example, in the study of the electric strength of various cryogenic media: cold gels, nitrogen, hydrogen, etc. at elevated pressures. The use of liquid compressed or supercritical helium as electrical insulation for superconducting power lines requires experimental studies of its electrical strength under conditions as close as possible to workers, i.e. at a temperature of 4.2-20 K and at a pressure of 1-20 at. A device is known for studying the electrical strength of compressed carbon dioxide in a pressure range of 1-40 at a temperature of 270-330 K. It consists of a steel chamber with a hermetic insulating cover fll. This device cannot be used at cryogenic temperatures, as due to the difference in temperature coefficients of linear expansion of the metal casing and the insulating material of the compaction input. the applied structures of this structure between the inlet and the housing will lose tightness during cooling. It is also known a device used to study the electrical strength of a compressed gel in the temperature range of 4.2–20 K. It consists of a cryostat with a high-voltage input and a chamber with discharge electrodes located in it, which is equipped with a sealed electrical insulating cover with a current-carrying input core with one of the electrodes And however, this device has several drawbacks. The need to fill the chamber with helium from high-pressure cylinders leads to a distortion of the results by definition electrical. of the strength of a liquid compressed or supercritical helium, since the test medium during the experiments must be liquid helium, obtained from a liquefier and containing impurities characteristic of the liquefaction process. In addition, the inability to change the distance between the electrodes during the experiments, which significantly slows down the rate of accumulation of results, as well as the inefficiency of the cooling process and the liquefaction of the gaseous helium directly in the chamber due to evaporation of the liquid helium from the cryostat leads to a significant increase in the consumption of liquid helium. The purpose of the invention is to increase accuracy, expand the range and reduce the measurement time. The goal is achieved by the fact that the electrically insulating lid of the chamber has a central opening whose wall is a cone-shaped valve seat placed in a chamber rigidly connected to the current-carrying core and having transversely at the bottom end, the valve being axially rotatable and displacement along the axis of the installation, and one of the discharge electrodes is equipped with a servo drive for longitudinal movement, in the upper part of the rod of which transverse pins are placed, made with awn to enter the transverse slits of the valve during its longitudinal-axial movement. The drawing shows the proposed my device. The cryostat 1 contains a chamber 2 with a hermetic electrically insulating lid 3, in the central opening of which a valve 4 of conical shape is installed, made, for example, of fluoroplastic and rigidly connected to the current of the leading core 5 of the high-voltage input 6, and through transverse grooves 7 the pins of the cross-shaped 8 of the screw drive 9 and 1Q of the displacement of the upper electrode 11. The sliding electrical connection of the valve 4 and the column 8 is shunted with a flexible wire nickname 12. The investigated spark gap is formed by the upper movable electrode 11 and the lower fixed 13, between the insulating cover 3 and the chamber 2 body there is a seal with an indium gasket 14 and a spring compensation washer 15, the chamber 2 is fixed to the cryostat 1 by means of 16 o tubes The device works as follows, When pouring cryostat 1 cryogenically liquid, for example. liquid helium, the internal volume of chamber 2 (valve 4 is open) is filled up at a time, until the end of cooling down of all the structural elements of the device and the establishment of the thermal mode of the chamber. by electrodes, carried out by rotation for the required number of revolutions of the rigid current-carrying conductor 5 transmitted to the screw pair 9 and 10 through the slots 7 and the cross-piece 8. Next, the valve 4 is closed by moving the current-carrying conductor 5 progressively. The pressure is raised to the required value from cylinders with compressed helium gas through a capillary connected to chamber 2 (not shown). The proposed device allows the electrical strength of a liquid helium obtained from a conventional helium liquefier to be investigated, and the distance between the electrodes can be changed during the course of the experiment. The consumption of liquid gels is reduced several times, since only the amount of gels that is necessary to increase the pressure in it to the required value should be liquefied in the chamber. The invention The device for the study of the electrical strength of the refrigerant as a cryogenic insulation at elevated pressures, such as supercritical gels, consists of a cryostat with a high-voltage input and a discharge electrode chamber placed in it, which is equipped with a sealed electrical insulating cover with a current-carrying residential input connected with one of the electrodes, characterized in that, in order to increase accuracy, expand the range and reduce the measurement time, in the electrically insulating lid of the chamber The central hole, the wall of which is a conical-shaped valve seat, is placed in a chamber rigidly connected to the current-carrying core of the input and has transverse slots in its lower end, the valve being axially rotated and displaced along the axis of the installation, and one The electrodes are provided with a screw drive for longitudinal movement, in the upper part of the stem of which transverse pins are placed, made with the possibility of entering into the transverse slots of the valve during its longitudinal axis movement. Sources of information taken into account in the examination:, 2 5 T2 2 2-23-l :. S.R.Q.Meats Pros JEE.v. 119, 1972, p. 760-766,
Т-T-
J0Ц 7 J0Ц 7
2 2
/3/ 3