Июнь 18th, 2013
Это еще больше усложняется тем обстоятельством, что средой, граничащей с вакуумной изоляцией, является гелий и его нельзя заморозить. Первоочередным требованием для удовлетворительной вакуумной изоляции является полная герметичность трубчатых проводников. Легко понять, что вакуумную изоляцию можно использовать только для кабелей с жесткими или гофрированными трубчатыми проводниками.Б. Гелиевая изоляцияИдея использовать гелий одновременно в качестве электрической изоляции сверхпроводящих кабелей очевидна и привлекательна по соображениям конструирования. Рабочая температура сверхпроводящего кабеля лежит в интервале от 4 до 10 К, поэтому для электрической изоляции самого кабеля подходит только жидкий, переохлажденный или сверхкритический гелий. Диэлектрические свойства газообразного гелия также представляют интерес вплоть до температур 300 К при его использовании для охлаждения кабельных вводов.При комнатной температуре гелий очень плохой изолятор — его электрическая прочность для больших зазоров между электродами составляет «~ 0,1 кВмм (рис. 43) [98]. На первый взгляд это несколько странно, поскольку гелий как инертный газ имеет сравнительно высокую энергию ионизации. Это, однако, становится понятным, если учесть, что гелий — одноатомный газ, в котором возможны только неупругие столкновения, приводящие к ионизации, в то время как в двухатомном газе неупругие столкновения могут приводить к колебаниям молекул. Поэтому даже при низкой напряженности электрического поля электроны могут достичь энергий, достаточных для ионизации. Как видно из рис. 43, электрическая прочность гелия значительно возрастает с понижением температуры, так что при 4,4 К и давлении 0,1 МПа она по крайней мере в 60 раз больше, чем при комнатной температуре [99]. Поскольку в первом приближении можно считать, что плотность газа пропорциональна обратной температуре, кривые на рис. 43 подтверждают применимость для гелия закона Пашена, по которому электрическая прочность пропорциональна произведению ширины зазора между электродами и плотности газа.
