Изолирующая среда

Ионизирующие излучения

Изолирующей средой в рентгеновских аппаратах являются диэлектрические жидкости и газы с высокими электроизоляционными характеристиками.

Они одновременно выполняет несколько основных функций:

электрическую изоляцию токоведущих частей;
отвод тепла от анода рентгеновских трубок и обмоток трансформаторов;
защиту персонала от поражения электрическим током;
защиту персонала от воздействия ионизирующего излучения.

Токоведущие части в рентгенаппарате находятся под высоким электрическим потенциалом величиной в десятки и сотни киловольт, что требует принятия особых мер по изоляции электрических цепей разной полярности друг от друга, а также от металлических деталей и корпуса аппарата. Для этих целей используются некоторые сорта трансформаторных масел, а также элегаз (SF6) в чистом виде либо в смеси с азотом (N2), техническим водородом (Н2) или фреоном (CCl2F2) в различных соотношениях.

Трансформаторные масла являются продуктом перегонки сырой очищенной нефти с температурой кипения от +300 °C до +400 °C. Они представляют собой минеральные масла низкой вязкости и высокой чистоты (9-11 класса по ГОСТ 17216-2001). Для нашей климатической зоны, по рекомендациям ГОСТ 982-80, из российских масел соответствуют сорта: Т-750 из анастасиевской нефти и Т-1500 из бакинских нефтей, а для районов крайнего севера АГК (ТУ 38.401.608-86) из западносибирских нефтей.

К трансформаторным маслам предъявляются очень высокие требования. По своим характеристикам они должны удовлетворять условиям эксплуатации рентгенаппарата и сохранять их работоспособность в этих условиях.

В масле не должны присутствовать механические примеси и вода, снижающие его диэлектрическую прочность. Наличие примесей определяется величиной тангенса угла диэлектрических потерь, которая для чистого масла должна быть не более 0,002% при tо = +90 °C и частоте поля f = 50 Гц.
Важным показателем качества масла является температура его застывания, которая в средней полосе нашей страны не должны быть больше -45 °C, что требуется для сохранения его текучести. Текучесть и вязкость трансформаторного масла понятия взаимоисключающие, - чем выше вязкость имеет жидкость, тем лучше её электроизоляционные свойства. Однако при этом снижается текучесть масла и ухудшается его циркуляция, что отрицательно сказывается на отводе тепла от рентгеновской трубки и других нагревающихся частей р/а. Оптимальной кинематической вязкостью считается показатель 28-30 × 10-6 м2/с при tо = +20 °C.
Одна из определяющих характеристик трансформаторного масла диэлектрическая прочность, которая измеряется при испытаниях «на пробой». Для этого применяется стандартный разрядник с электродами Ø25,4 мм и искровым промежутком между ними 2,5 мм. Пробивное напряжение должно быть порядка 60-70 кВ, при этом диэлектрическая прочность составит 240-280 кВ/см, по этим показателям судят о пригодности либо непригодности масла для заливки в моноблок р/а.

Масло, не выдержавшее испытания, подвергается дополнительной очистке и осушке в специальных установках, где его прокачивают через бумажные блок-фильтры для удаления механических примесей с последующей термовакуумной обработкой в соответствии с требованиями РД 34.45-51.300-97 "Объем и нормы испытаний электрооборудования".

Элегаз — "электрический газ", негорючий бесцветный газ без запаха, в 5 раз тяжелее воздуха, не проявляет химической активности до температуры ≈ 800 °C. Диэлектрическая прочность элегаза при нормальных условиях равна 89,5 кВ/см. Она растёт пропорционально увеличению давления и уже при 3,5 кгс/см2 не уступает лучшим сортам трансформаторных масел.

Немаловажными характеристиками элегаза являются его большая плотность (6,56 кг/м3) и высокий коэффициент теплового расширения, благодаря которому возникает конвективный поток, отводящий тепло от нагревающихся элементов р/а.

Преимуществом элегаза перед трансформаторным маслом является его взрыво- и пожаробезопасность, а также меньший вес элегазовых аппаратов по сравнению с маслонаполненными. К недостаткам можно отнести его сравнительно высокую температуру перехода в жидкое состояние (tо = -30 °C при давлении 5кгс/см2).

Заполнение р/а изолирующей средой проводится с соблюдением определённых правил. Перед заполнением моноблоков диэлектриками их помещают в термовакуумную камеру для полной осушки их от влаги. Подготовленный таким образом «газовый» моноблок заправляют элегазом или газовой смесью до избыточного давления порядка 1 – 6 кгс/см2, в зависимости от конструкции р/а. Блоки «масляных» рентгенаппаратов после подготовки заполняются трансформаторным маслом, прошедшим предварительную глубокую термовакуумную обработку и, при необходимости, ещё сутки выдерживаются в вакуумной камере.

Нашли ошибку в тексте? Выделите её и нажмите Ctrl + Enter, чтобы помочь нам её исправить.

Предыдущая Следующая