Для расчета пробивного напряжения высоковольтных структур наиболее универсальным является статистический метод, основанный на численном моделировании вероятности пробоя системы газоизолированных электродов (законе роста). Метод был адаптирован автором для высоковольтных ускорителей прямого действия и совершенствовался на протяжении более чем двадцати лет.
В статье рассмотрено применение метода расчёта рабочего напряжения высоковольтной газоизолированной структуры на основе закона роста (преобразования масштаба).
Путем анализа расчетных и экспериментальных данных для электростатического ускорителя на напряжение 2 мегавольта проведена верификация метода для случая газовой изоляции на основе бинарной смеси азота N2 и гексафторида серы (элегаза) SF6 .
Для ускорителя «СОКОЛ» Института прикладной физики Национальной Академии наук Украины рассчитан оптимальный состав смеси.
Погрешность расчёта составляет величину порядка точности измерения напряжения на высоковольтном электроде ускорителя.
Предлагаемый метод расчёта электрической прочности в дальнейшем предполагается использовать для оптимизации высоковольтной структуры электростатических ускорителей с целью повышения надёжности работы установки.
Ключевые слова: электрический пробой, высоковольтная структура, электростатический ускоритель, азот, гексафторид серы.
Breakdown voltage of high-voltage structures is generally calculated with a statistic method based on numerical modeling of a breakdown probability in a gas-insulated electrode system. The method was adjusted by the author to the direct voltage accelerators and has been improved for more than twenty years.
The article considers a method for calculating the operating voltage of high-voltage gas isolation for a 2 MeV proton accelerator. The method was verified for gas isolation with a binary nitrogen (N2) and sulfur hexafluoride (SF6) mixture, through analysis of calculated and experimental data for the 2 MeV electrostatic accelerator.
The best composition of the mixture for the "SOKOL" accelerator at Institute of Applied Physics of National Academy of Sciences of Ukraine has been calculated.
Calculation accuracy is the order of accuracy of voltage measurement at the high-voltage electrode of the accelerator.
The suggested method for calculating the insulation strength is expected to be further used in enhancing high-voltage structure of electrostatic accelerators in an effort to improve their operational reliability.
Keywords: breakdown voltage, electrostatic generator, accelerator, nitrogen, sulfur hexafluoride.
Recent Advances in the Quest for a New Insulation Gas with a Low Impact on the Environment to Replace Sulfur Hexafluoride (SF6) Gas in High-Voltage Power Network Applications