Делитель напряжения

Делитель напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий входной и выходной резисторы, обмотки которых размещены на цилиндрическом изолирующем каркасе и снабжены изолирующим покрытием. входной, общий и выходной электроды, отличающийся тем, что, с целью повьЕчения стабильности коэффициента передачи, в него введено контактное кольцо, при этом общий электрод выполнен в виде кольца, внутри которого размещены изолятор и выходной электрод, который соединен проводом, уложенным в паз цилиндрического изолирующего каркаса под обмоткой выходного резистора, с контактным кольцом, размещенным между входным и выходным резисторами и соединяющим их обмотки, при этом изолирующее покрытие выполнено сплошным на участке между входным и общим электродами.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1104441 A

3(50 G 01 R 27/00 И

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг 1

ГОсудАРстВенный нОмитет сссР по дклдм ИЗОБРкткний и ОтнРытий (21 ) 3426660/18-21 (22) 20.04.82 (46) 23.07.84. Бюл. Р 27 (72) E.М.Быстров (53) 621.317.73(088.8) (56) 1. Электрические измерения неэлектрических величин. Под ред.

П.В.Новицкого. Л., "Энергия", 1975, с. 219, рис. 8-1 а.

2. Авторское свидетельство СССР

9 356591, кл. G 01 R 27/00, 17.12.68 (прототип). (54)(57) ДЕЛИТЕЛЬ КАПРЯЖЕКИЯ, содержащий входной и выходной резисторы, обмотки которых размещены на цилиндрическом изолирующем каркасе и снабжены изолирующим покрытием, входной, общий и выходной электроды, отличающийся тем, что, с целью повышейия стабильности коэффициента передачи, в него введено контактное кольцо, при этом общий электрод выполнен в виде кольца, внутри которого размещены изолятор и выходной электрод, который соединен проводом, уложенным в паз цилиндрического изолирующего каркаса под обмоткой выходного резистора, с контактным кольцом, размещенным между входным и выходным резисторами и соединяющим их обмотки, при этом изолирующее покрытие выполнено сплошным на участке между входным и об—

1 щим электродами. 8

1104441

Изобретение относится к электроизмерительной технике, преимущестгенно к технике высоких напряжений, и может быть использовано для прецизионных измерений.

Известны делители напряжения, состоящие из отдельных резисторой, защищенных изолирующим покрытием, и имеющие входной, выходной и общий электроды (11.

Недостатком этих устройств является шунтирование резисторов делителя поверхностным сопротивлением собственного покрытия, изменяющимся в процессе эксплуатации, что обуслав ливает невысокую стабильность коэффициента передачи.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является делитель напряжения, содержащий вход ной и выходной микропроволочные резисторы, размещенные на цилиндрическом изолирующем каркасе и снабженные защитным изолирующим похрытием, входной, общий и выходной электроды, причем выходной электрод расположен между входным и общим электродами (2).

Коэффициент передачи известного делителя определяется выражением

30 экь

* ее эе где

PR экь p+ g

40 сопротивление выходного резистора делителя, Ом; сопротивление входного резистора делителя, Ом; гgM R . сопротивления изоляции 45 элементов конструкции и материалов делителя, шунтирующих резисторы r u соответственно, Ом.

В высоковольтных делителях значение коэффициента передачи в основном находится в пределах 10 — 10, а сопротивление входного резистора достигает нескольких сотен мегаом и сравнимо с сопротивлением изоляции. Поэтому шунтирование делителя, а в особенности входного резистора, оказывается весьма существенным.

Первоначально шунтирование учитывается при установке номинального значения коэффициента передачи путем 60 подстройки сопротивления входного или выходного резисторов делителя.

Но в процессе эксплуатации происходит изменение сопротивления изоляции, обусловленное влиянием старе- g5 ния, температуры, влажности, изменения напряжения, что вызывает нарушение установленного в делителе зна чения коэффициента передачи. Особен но сильно изменяется поверхностное сопротивление наружной части делителя — изолирующего покрытия. Оно может уменьшиться на 1-3 порядка и более по отношению к объемному сопротивлению. Применение в известной конструкции индивидуального изолирующего покрытия резисторов с размещением выходного электрода между ними приводит к тому, что каждый резистор шунтируется поверхностным сопротивлением собственного покрытия.

Относительное изменение коэффициента передачи определяется приближенным выражением где М,ь1,ьб и ь U — изменение времени, температуры, влажности и напряжения;

О as о t s Bs H d ós — коэффициенты изменения поверхностного сопротивления, обусловленные старением, изменением температуры, влажности и напряжения соответственно.

Таким образом, существенным недостатком известного делителя является значительная зависимость стабильности коэффициента передачи от изменения поверхностного сопротивления изолирующего покрытия.

Цель изобретения — повышение стабильности коэффициента передачи пу-тем уменьшения влияния изменений поверхностного сопротивления изолирующего покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что в делитель напряжения, содержащий входной и выходной резисторы, обмотки которых размещены на цилиндрическом изолирующем каркасе и снабжены изолирующим покрытием, входной, общий и выходной электроды, введено контактное кольцо, при этом общий электрод выполнен в виде кольца, внутри которого размещен изолятор и выходной электрод, который соединен проводом, уложенным в паз цилиндрического изолирующего каркаса под обмоткой выходного резистора, с контактным кольцом, размещенным между входным и выходным резисторами и соединяющим их обмотки, при этом изолирующее покрытие выполнено сплошным на участке между входным и общим электродами.

На фиг. 1 представлен предлагаемый делитель, на фиг.2 — эквивалентная схема делителя с учетом шунтирующего действия поверхностного сопротивления изолирующего покрытия.

1104441

Делитель содержит цилиндрический изолирующий каркас — керамическую ось 1 с размещенными на ней входным резистором 2(Р) и выходным резистором 3(t ), намотанными, например, микропроводом типа МЛСЦ. На оси 1- установ- 5 лены входной электрод 4, общий электрод 5 и выходной электрод б, при этом электрод б установлен внутри электрода 5 с помощью изолятора 7.

Контактное кольцо 8 служит дуя соединения обмоток резисторов 2 и 3.

Выходной электрод 6 соединен с контактным кольцом 8 посредством провода

9, уложенного в паз оси 1 под обмоткой резистора 3. Вся поверхность делителя между входным и общим электродами защищена изолирующим покрытием

10.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на вход .делителя электрический ток, протекающий через резисторы, создает падение напряжения на резисторе 3, снимаемое с выхода делителя. Параллельно через элементы конструкции протекают токи утечки, наиболее существенными среди которых являются поверхностные токи. Благодаря тому, что резисторы

2 и 3 и выходной электрод 6 на участке между входным 4 и общим 5 электро-30 дами защищены общим изолирующим покрытием 10, шунтирование поверхностным сопротивлением наиболее высокоомного входного резистора 2 заменено шунтированием входа делителя поверх-35 ностным сопротивленйем общего изолирующего покрытия, не влияющим на коэффициент передачи.

Эквивалентная схема делителя (фиг.21 отражает наиболее общее рас- 4р пределение поверхностных токов утечки.

Выражение 2 для предлагаемой конструкции примет вид, о+, 8+, до) —, (з1 45

yîg ВS 05 г где /"К, — относйтельное изменение коэффициента передачи данного делителя.

Рассмотрим два делителя, име щих 50 одинаковые конструктивные размеры и

) сопротивления резисторов г и и изготовленные из одних и тех же материалов, но выполненные по известной и предлагаемой схемам.

В этом. случае отношение O K (/" „,характеризующее эффективность предлагаемой конструкции, имеет вид

/i- R „(, at +о(аВ. 0) ук! ) о 1 Г о к (0(4 +о/, д1 м В+с/ВВЕЛО) (5 оВ ВВ 5 з (И

НВ", В высоковольтных делителях напря жения значение к находится в пределах 10 — 10, а отношение i. // < o.

Следовательно, применение сплошного покрытия делителя между входным .и общим электродами позволяет уменьшить изменение К от воздействия окружающей среды.

Реальная картина протекания токов утечки значительно сложнее принятой при рассмотрении, поэтому отношение (41 характеризует эффективность предложенной конструкции весьма приблизительно..

Испытания на стабильность коэффициента передачи в диапазоне напряжений 10 — 40 кВ предлагаемого делителя напряжения головки ДН-083 и изьестного делителя, имеющего такие же конструк- тивные размеры и сопротивления резисторов и изготовленного из тех же материалов, показали, что применение предложенной конструкции позволяет повысить стабильность коэффициента передачи в диапазоне напряжений в

1,6 раза.

Предлагаемый делитель предназначен для эксплуатации в составе делительной головки ДН-083 и имеет следуницие параметры и характеристики: общее сопротивление 10 Ом, коэффициент передачи 10 з, погрешность коэффициента передачи за 10000 ч не более 0,5%,рабочее напряжение

30 кВ, длина 230 мм, диаметр 12 мм.

Несколько делителей были аттестованы в качестве образцовых с погрешностью коэффициента передачи 0,1% за

0,5 года.

1104441

Составитель А.Митрофанов

Техред C.Ìèãóíoâà

Редактор О.Юрковецкая

Корректор С.Черни

Тираж 711

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5205/32

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4