Электростатический прибор для измерения высоких напряжений

Иллюстрации

Электростатический прибор для измерения высоких напряжений (патент 119925)
Электростатический прибор для измерения высоких напряжений (патент 119925)
Электростатический прибор для измерения высоких напряжений (патент 119925)
Показать все

Реферат

 

М 119925

Класс 21е, 501

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М. Н. Ефимовский и Н. В. Щербак

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ВЪ|СОКИХ НАПPSI)KEHИЙ

Заявлено 27 октября 1958 г. за № 610470/24 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 10 за 1959 г.

Обычно применяемые электростатические приборы для измерения высоких напряжений содержат систему неподвижных электродов, к которым подводится измеряемое напряжение, и подвижный элемент из электроизоляционного материала, вращающийся под действием «ио нного ветра», создаваемого стекающими с электродов электрическими зарядами.

Подвижный элемент предлагаемого прибора выполнен в виде полого цилиндра (ротора) из изоляционного материала, имеющего внутри металлическую обкладку, а неподвижные электроды — в виде заостренных пластин, расположенных под углом к поверхности цилиндра. Такое выполнение, прибора позволяет повысить верхние пределы измеряемого напряжения.

На фиг. 1 изображен общий вид описываемого прибора; на фиг. 2— поперечный разрез ротора; на фиг. 3 — схема взаимодействия ротора с пластинчатыми электродами.

На эбонитовом основании 1 закреплен измерительный механизм.

Подвижной системой его является ротор — эбонитовый полый цилиндр 2 с верхней и нижней крышками. Внутренняя часть цилиндра оклеена алк миниевой фольгой. Ротор закреплен на оси 8 со стрелкой 4 грузиками 5 и,противодействующей пружиной б. Керны оси находятся в агатовых подпятниках, которые прикрепляются к кронштейну 7 и к основанию. Неподвижной частью прибора являются электроды — неподвижные пластины 8, к которым через .клеммы 9 подводится высокое напряжение.

Успокоение прибора — воздушное: в нижней части оси имеются лопасти

10, которые вращаются вместе со стрелкой в отсеках камеры. Шкала прибора проградуирована на б кв.

Принцип действия описываемого прибора основан на взаимодействии поляризованного ротора с полем пластин-электродов и на использо¹ 119925 вании кинетической энергии ионов. При подключении высокого напряжения к электродам между пластинами будет неравномерное электрическсе поле. Неравномерность электрического поля обусловлена тем, что пластины имеют острые края и между ними находится кольцевой слой металлической обкладки ротора (фиг. 2), который экранирует поле. Наличие такого поля и высокой разности потенциалов между пластинами обусловливает самостоятельный коронный разряд с образованием светящегося слоя у краев пластин. Вследствие этого электроны и ионы воздуха приобретают значительные скорости и при столкновении с молекулами увеличивают число свободных ионов. Эти лавины ионов движутся к электродам, образуя большие давления. Так как пластины направлены по касательной к ротору, то лавины ионов ударяются в боковую поверхность и создают вращающий момент.

Второй причиной создания вращающего момента является поляризация диэлектрика ротора. Вследствие этого на поверхности ротора, находящейся в какой-то момент времени против отрицательно заряженной пластины, возникают положительные связанные заряды, а против положительно заряженной пластины — отрицательные связанные заряды. Между пластинами и ротором действуют силы притяжения. Как видно из фиг. 3, какой угодно малый участок поверхности ротора, расположенный на одинаковом расстоянии справа и слева от нормали N, обладает различным взаимодействием с пластиной. Так, на участке AS имеем меньшую величину взаимодействия, чем на таком же участке

Ь5ь В результате появится тангенциальная составляющая сил, направленная против часовой стрелки, которая заставит вращаться ротор. Сила этого взаимодействия должна зависеть от свойств диэлектрика. Очевидно, что при изготовлении ротора из полярных диэлектриков будег иметь место больший вращающий момент, чем при изготовлении из неполярных диэлектриков. Однако применение сильнополярных диэлектриков, например сегнетоэлектриков, как материала для изготовления потора, желаемого эффекта не даст, так как эти диэлектрики имеют значительную проводимость и небольшую величину напряжения поверхноcI ного перекрытия.

Предмет изобретения

Электростатический прибор для измерения высоких напряжений, содержащий систему неподвижных электродов, к которым подводится измеряемое напряжение, и подвижный элемент из электроизоляционного материала, вращающийся под действием «ионного ветра», создаваемого стекающими с электродов электрическими зарядами, о т л и ч а ющнйся тем, что, с целью повышения верхних пределов измеряемого напряжен ия, подвижный элемент выполнен в виде полого цилиндра, имеющего внутри металлическую заземленную обкладку, а неподвижные электроды выполнены в виде заостренных пластин, расположенных под углом к поверхности цилиндра.