Разработка и конструирование высоковольтного изолятора импульсного ускорителя электронов

Дьяконов, Никита Юрьевич Отделение материаловедения (ОМ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объектом исследования является секционированный высоковольтный изолятор импульсного ускорителя электронов.
Цель работы – разработка высоковольтного изолятора импульсного ускорителя электронов.
На основании поставленной цели работы были определены задачи дипломной работы:
1. Обзор литературных источников высоковольтным изоляторам, которые применяются в ускорителях электронов;
2. Провести конструирование и моделирование высоковольтного изолятора;
3. Эксперименты с изолятором в составе генератора импульсов высокого напряжения ускорителя электронов.

Введение 12
1. Обзор литературы 15
1.1 Сильноточные импульсные ускорители электронов 15
1.2 Генераторы высоковольтных импульсов ускоряющего напряжения
применяемые в ускорителях элеткронов 16
1.3 Конструкции высоковольтных изоляторов в ускорителях
электронов. 19
2. Устройство и диагностическое оборудование импульсного ускорителя
электронов «АСТРА-М» 22
2.1 Устройство импульсного ускорителя «АСТРА-М» 22
2.2 Принципиальная схема импульсного ускорителя электронов 23
2.3 Диагностическое оборудование импульсного ускорителя
электронов «АСТРА-М» 25
2.4 Высоковольтные изоляторы в ускорителе электронов
«АСТРА-М» 27
3. Проектирование модели и расчет электрических полей
секционированного изолятора 33
4. Испытания секционированного конического изолятора 41
4.1 Испытание секционированного конического изолятора на
распределение потенциала электрического поля по секциям 41
4.2 Испытание секционированного конического изолятора в составе
генератора импульсов напряжения 45
4.3 Заключение 54
5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 58
5.1 Введение 58
5.2 Предпроектный анализ 59
5.3 Планирование управления научно-техническим проектом 66
5.4 Заключение по разделу финансовый менеджмент,
ресурсоэффективность и ресурсосбережение 76
6. Социальная ответственность 84
6.1 Введение 84
6.2 Производственная безопасность 84
6.3 Анализ выявленных вредных производственных факторов 85
6.4 Анализ выявленных опасных производственных факторов 89
6.5 Экологическая безопасность 95
6.6 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 97
6.7 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности98
6.8 Заключение по разделу «Социальная ответственность» 100
7 Заключение по дипломной работе 101
Список используемых источников 104
Приложение – A High voltage insulators in electron accelerator «ASTER-M»
Desining of the insulator model and calculation of electric fields 108
Приложение Б – Оценочная карта по высоковольтному изолятору 122
Приложение В – Матрица SWOT-анализа 124
Приложение Г – Бланк оценки степени готовности научного проекта к
коммерциализации 126
Приложение Д – Календарный план-график проведения выпускной
квалификационной работы 128
CD-диск. Разработка и конструирование высоковольтного изолятора
импульсного ускорителя электронов.(файл в формате pdf)

В настоящее время ускорители электронов широко применяются в
качестве источников ионизирующего излучения. Например, в
промышленности, медицине и для решения различных экологических
задач [1,2,3,4]. Этому способствуют высокие показатели безопасности,
эффективности и надежности технологических процессов с применением таких
ускорителей. Уровень развития ускорителей непрерывно растет. Ускорители с
энергией электронов порядка нескольких МэВ, и мощность достигающей сотни
кВт изготавливаются и применяются в промышленности. Соответственно
размеры изоляции, габаритные размеры ускорителя зависят от величины от
класса напряжения, на котором будет работать ускоритель.
В ускорителях прямого действия, которые используют импульсный
способ формирования ускоряющего напряжения, пробивное напряжение
изолирующих промежутков выше, чем у ускорителей непрерывного
действия [5,6]. Данное положение делает возможным уменьшение размеров
изоляции, что является основным преимуществом перед ускорителями
непрерывного действия такого же класса напряжения. Повышение
электрической прочности изоляции начинает проявляться уже на
субмикросекундной длительности импульса. Также основным преимуществом
данных ускорителей является мощность, достигаемая сотни ГВт, что
практически невозможно получить на ускорителях непрерывного действия.
Одним из основных элементов ускорителей является электронный диод,
функцией которого является эффективное преобразование электрической
энергии, накопленной в генераторе, в кинетическую энергию потока
заряженных частиц – электронов. Соответственно, что обеспечить
электрическую прочность ускоряющего промежутка и высоковольтного
изолятора, диоды выполняют, как правило, вакуумными. Вакуум как изолятор
используется главным образом из-за его электроизоляционных свойств и его
способность быстро восстанавливать электрическую прочность. Как уже было
сказано выше, импульсный характер позволяет уменьшить размеры изоляции
ускорителей электронов по сравнению с постоянными [7].
Функциональным назначением высоковольтного импульсного изолятора
является обеспечение электрической прочности промежутка между
высоковольтным выводом генератора и заземлённым корпусом, в то же время
изолятор отделяет маслонаполненный объем высоковольтной части генератора
от вакуумного объёма электронного диода. Материал диэлектрика – оргстекло.
Для обеспечения равномерного распределения потенциала вдоль
поверхности изолятор выполняется секционированным, с ёмкостной связью
между секциями. В этом проявляется существенное различие между
ускорителями постоянного и прямого действия. В ускорителях прямого
действия не требуется исполнение изолятора секционным, т.к. электрическое
поле носит постоянный характер и распределяется равномерно по полому
изолятору. Это связано с тем емкость относительно корпуса будет одинакова по
всей длине. В ускорителях прямого действия распределение напряженности по
полому изолятору уже не будет равномерным, т.к. емкость относительно
корпуса по всей длине будет отличаться. Соответственно напряжение будет
распределяться в зависимости от величины емкости.
Для успешной работы ускорителя, конструирование и сборка
секционированного изолятора является одной из главных составляющих. Таким
образом, конструкция изолятора должна быть смоделирована с высокой
точностью и собрана в точности с проектом. Как правило, в настоящее время
для моделирования высоковольтного оборудования и различных физических
эффектов используют различное вычислительное программное обеспечение
[1-3]. Все эти методы показывают минимальное расхождение между

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Дмитрий Л. КНЭУ 2015, Экономики и управления, выпускник
    4.8 (2878 отзывов)
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    #Кандидатские #Магистерские
    5125 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Энергосервисный договор
    📅 2018 год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет
    Асинхронный электропривод вентиляционной установки
    📅 2020 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка имитационной модели системы электропитания тяжелого самолета
    📅 2018 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Оптимизация структуры и режимов фотоэлектростанций северных территорий
    📅 2018 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Исследование энергоэффективности микроклимата тепличного комплекса
    📅 2019 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)