【摘 要】
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随着超导技术及空间技术的快速发展,绝缘介质在低温特别是液氦温区下的电气性能越来越受关注,已经成为影响低温电工设备安全性和稳定性的重要因素。超导装置中低温系统可能会
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随着超导技术及空间技术的快速发展,绝缘介质在低温特别是液氦温区下的电气性能越来越受关注,已经成为影响低温电工设备安全性和稳定性的重要因素。超导装置中低温系统可能会出现氦泄事故,作为制冷剂的液氦可能挥发进入超导磁体系统的绝缘系统中,造成局部低气压环境,从而导致氦气击穿或固体绝缘材料沿面闪络的发生,从而影响绝缘系统的正常工作。因此研究氦气在低温、低气压环境下击穿特性是十分必要的,不仅可以提高超导装置的可靠性,而且为进一步研究电介质在低温真空、低温低气压等特殊环境下的电气特性提供了试验数据。本文在已有低温绝缘气体电气特性测试系统的基础上,针对低温低气压的击穿试验,设计制作了在液氦温区下不发生变形或脆裂并能准确测量击穿电压的电极系统。利用低温绝缘材料电气特性试验系统,在6.9K-300.0K温区范围内选取九个温度点,对氦气在1.0Pa-1.0×105Pa气压范围内进行击穿试验。通过对氦气在低温低气压下的击穿特性研究,取得以下结论:(1)当氦气的气压P和击穿间距d的两者之积Pd在(1.OPa·mm,1.O×105Pa·mm)范围内,且温度在6.9K-300.0K范围区间时,氦气击穿电压都随着Pd的增加呈现先下降后上升的趋势,并存在一个最小击穿电压。(2)氦气的最小击穿电压随着温度的下降呈现先上升后下降的趋势,在100.0K时达到最大,并且在最低温度6.9K下氦气最小击穿电压要比常温300.0K时的最小击穿电压要高。(3)在6.9K-300.0K温区范围内,氦气的最小击穿电压所对应的Pdd值随着温度的下降呈现逐渐减小的趋势,然而对应的氦气密度δ和击穿间距S的两者之积δS基本不变。
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