Июнь 18th, 2013
Электрическая изоляция сверхпроводящих кабелей переменного тока должна обладать, кроме высокой электрической прочности, еще и низким коэффициентом потерь, так как рефрижераторные установки, необходимые для отвода диэлектрических потерь в кабелях любого типа при низких температурах, имеют сравнительно низкую эффективность. Для диэлектрических потерь в трех фазах системы переменного тока выполняется следующее соотношение:Prf = coCt2tg6, (13)где со — угловая частота; С — емкость одной фазы; U — напряжение в линии между фазами и tg б — коэффициент диэлектрических потерь.Как видно из соотношения (13), диэлектрические потери пропорциональны емкостной составляющей реактивной мощности кабеля. Коэффициент tg б обычно измеряется с помощью моста Шеринга как отношение диэлектрических потерь к зарядовой мощности. Этот мост обеспечивает чувствительность вплоть до 10~6 [86]. Для измерения tg в в области гелиевых температур можно также использовать калориметрические методы [87].В сверхпроводящих кабелях могут в основном использоваться следующие диэлектрики: вакуум, гелий (жидкость, переохлажденная жидкость или сверхкритический) и обмотка из изоляционной фольги, пропитанной гелием, или изоляционная фольга в вакууме.А. Вакуумная изоляцияОбщепризнанное достоинство вакуума как электрической изоляции состоит в возможности одновременно использовать его в качестве тепловой изоляции. В принципе вакуум — изоляция с максимальной электрической прочностью. Теоретически пробой вакуума наступает в полях порядка 107 Всм, когда начинается эмиссия с катода. Практически электрическая прочность на два порядка меньше, т. е. 105 Всм. Помимо этого, ток от катода к аноду начинает протекать еще задолго до того, как напряжение достигнет пробойного значения, это так называемый предразряд-ный ток, обусловленный эмиссией электронов с катода в местах с наибольшим градиентом потенциала (выступы на поверхности катода).
