Электрическая изоляция ВЧ установок ВН - Требования к изоляции

7-4. Требования к изоляции и способы ее оптимизации
Рассмотренные условия работы изоляции высокочастотных устройств высокого напряжения предъявляют ряд требований к изоляционной конструкции. При этом должно учитываться и то обстоятельство, что от всего высоковольтного устройства, как и от большинства технических объектов, требуется повышение удельных рабочих характеристик, что достигается во многих случаях увеличением рабочего напряжения устройства. При этом изоляционная конструкция, как подсистема, входящая в это устройство, должна надежно обеспечивать его функционирование в заданных режимах. Отметим, что требования к высокочастотной изоляции во многом совпадают с требованиями к изоляции электротехнических установок, работающих при промышленной частоте [2, 43].
Итак, чтобы выполнять свои функции, электрическая изоляция должна удовлетворять комплексу требований:
надежное изолирование элементов конструкции, находящихся под разными электрическими потенциалами при заданных рабочих напряжениях и возможных перенапряжениях;
высокие диэлектрические характеристики (высокое сопротивление, малый тангенс угла диэлектрических потерь) в рабочих диапазонах частот и напряжений;
надежная механическая связь частей изоляционной конструкции с проводниками, другими элементами установки;
достаточная механическая прочность, позволяющая выдерживать как нормальные рабочие нагрузки, так и перегрузки;
достижение возможно меньших габаритов и массы при заданных запасах электрической и механической прочности;
простая технология изготовления, легкость ремонта и замены вышедших из строя элементов;
обеспечение заданного или экономически обоснованного срока службы;
безопасность в обслуживании;
надежность работы в заданных условиях внешних воздействий (климатических, температурных, радиационных и др.);
возможно низкая стоимость.
Очевидно, что приходится иметь дело с решением многофакторной задачи оптимизации. Выполнение такого значительного числа часто противоречивых требований вызывает необходимость сопоставления различных вариантов исполнения изоляционной конструкции. Критерием приемлемости того или иного варианта является наименьшая стоимость при выполнении в изоляционной конструкции необходимых технических характеристик. Методом, применяемым при разработке технически эффективных и экономически оправданных изделий, является функционально-стоимостной анализ [101], хотя, как отмечается в [98], строгое применение указанного метода при разработке изоляционных конструкций электротехнических изделий встречает значительные трудности.
Как и при разработке изоляции электротехнических устройств промышленной частоты, оптимизация высоковольтной изоляции высокочастотной аппаратуры выполняется достаточно универсальными способами, которые обеспечивают надежную работу всей высокочастотной установки в заданных условиях эксплуатации. К таким способам прежде всего относятся координация изоляции, регулирование электрических полей, выбор оптимальных размеров изоляционных конструкций, оптимизация конструкторско-технологических решений. При этом, как правило, удается получить наименьшие массо-габаритные параметры изоляционной конструкции, что особенно важно для различных устройств радиотехнической аппаратуры. Решения указанных задач рассмотрены в следующих главах.