Электростатический киловольтметр

Электростатический киловольтметр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

В. И. Руденко., Г. А. Литинский, Ф. И. Сажин

72) Автори (54}ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ КИЛОВОЛЬТИЕТР

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназна-:чено для использования в электроустановках высокого напряжения.

Известен электростатический ки» ловольтметр, основанный на эффекте электроосмоса и содержащий корпус, заполненный диэлектрической жидкостью высоковольтный электрод, выполненный в виде мембраны и расположенный в верхней части корпуса заземленный электрод, установленный под высоковольтным электродом, блок отсчета, выполненный в виде стрелочного указателя, механически соединенного с высоковольтным электродом $ 1).

Недостаток данного устройства состоит в том, что эффект электроосмоса, а, следовательно, и чувствительность прибора в значительной щ иере зависят от чистоты диэлектрической жидкости и ее электропроводности, которые не могут идеально от" вечать предъявляемым требованиям.

Кроме того, данное устройство пригодно для измерения только постоянного напряжения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является электростатичес ..ий киловольтметр, содержащий диэлектрический корпус, частич» но заполненный диэлектрической жидкостью, высоковольтный электрод в виде мембраны, снабженный токоподводом и расположенный в верхней части корпуса, заземленный электрод, V установленный под высоковольтным электродом, блок отсчета, выполненный с использованием индикаторного поплавка, погруженного в диэлектрическую жидкость под заземленным электродом и прикрепленного к последнему с помощью пружинящей растяжки (2).

Недостатки известного устройства состоят в невысокой чувствительности, обусловленной затратами электрической энергии на преодоление сил упругой деформации пружины и мембра-:

3 9606 ны, а также в неудовлетворительной, эксплуатационной надежности, определяемой сложностью конструкции прибора и старением материалов - ynругих элементов. 5

Целью изобретения является повышение чувствительности и надежности работы - измерительного устройства.

Поставленная цель достигается тем . что в электростатическом киловольтмет- О ре содержащем диэлектрический корпус, частично заполненный диэлектрической жидкостью, подвижный высоковольтный электрод, снабженный токоподводом и расположенный в верхней части корпу- 1 са, неподвижный заземленный электрод, установленный на основании корпуса, блок отсчета, в котором размещен индикаторный поплавок, блок отсчета выполнен в виде вертикально ориентированной прозрачной трубки, сообщающейся одним концом с корпусом, а другим — с атмосферой, а индикаторный поплавок - в виде полого стержня, укрепленного на высоковольтном электро- де, реализованном с выпуклой нижней поверхностью, причем токоподвод высоковольтного электрода пропущен внутсри индикаторного поплавка. зе

На чертеже представлен предложенный электростатический киловольтметр, общий вид.

Устройство состоит из диэлектрического корпуса 1, заполненного диэлектрической жидкостью, подвижного высоковольтного электрода 2, неподвижного заземленного электрода 3, отсчетного блока в.виде прозрачной трубки 4, сообщающейся одним концом с корпусом 1, а другим - с атмосферой, полого индикаторного поплавка 5, раз- мещенного в трубке 4 и укрепленного на высоковольтном электроде 2. Устройство содержит также токоподвод 6 высоковольтного электрода 2, выполненный в виде токопроводящей нити, входные клеммы 7, 8 и узел установки прибора на нуль, содержащий сильфон 9, сообщающийся с корпусом 1, и микрометрический винт 10. Отсчетная шкала нанесена непосредственно S0 на трубку 4.

Киловольтметр работает следующим образом.

При подаче контролируемого напряжения U на входные клеммы 7 и 8 вы - ss соковольтный электрод 2 притягивается н заземленному электроду 3 и смещается на определенное расстояние. При

35 4 этом имеет место погружение индикаторного поплавка 5 и вытеснение жидкости, уровень которой в зазоре между трубкой 4 и поплавком 5 перемещается вверх. Незначительное погруже ние поплавка 5 вызывает весьма значительный подъем жидкости. По установившемуся уровню последней в трубке 4 можно судить о величине приложенного к устройству напряжения.

Объем Ч жидкости, вытесненной индикаторным nonRBBKOM 5, определяется соотношением

V =Ь1. S< = дг S (1) где <1, dZ - перемещения поплавка 5 и уровня жидкости в трубке 4;

S,,S — сечения поплавка 5 и зазора между трубкой 4 и попавком 5.

Условие равновесия сил электростатического притяжения и Архимеда имеет вид т,тч ( где S - площадь электродов 2,3 (без учета выпуклости электрода

2);

2 . - межэлектродное расстояние; - диэлектрическая проницаемость жидкости;

- плотность жидкости;

g - ускорение свободного падения.

flo выражению (2 ) нетрудно оценить чувствительность прибора

t) 2 r.o1×Ü вЂ” — (И

Ю Pge s .

Таким образом, чувствительность прибора оказывает ся тем бол ьшей, чем выше отношение S /S .

Учитывая (1) и предполагая 8=cons t (ЬР/E«l ), имеем о7. VbfS г .

Из (4) следует, что чу вст ви тел ь нос т ь прибора постоянная при U/ä2 =const иди -const. В связи с этим сечение зазора S > должно изменяться пропорционально перемещению At индикаторного поплавка 5. Это достигается либо переменным внутренним сечением трубки 4, либо переменным сечением поплавка 5. Реализацией определенным образом меняющихся сечений укаэанных элементов можно, естественно, обеспе5 9606 чить любой заданный характер зависимости чувствительности прибора от величины контролируемого напряжения.

Во избежание нелинейности шкалы необходимо соблюдать условие b F « P.. 5

Следовательно„ с учетом (1) г

5< «62 — = — Я4 (q)

6 а6 т.е. сечение 5 должно быть сущест- 10 енно меньше S . В целом при построении устройства необходимо обеспечивать

Sy 7> S y

Установка прибора на нуль осущест- 15 вляется воздействием микрометрическо- . го винта 10 на сильфон 9. При этом увеличивается или уменьшается давление на жидкость в корпусе 1 и, как следствие, изменяется ее уровень в щ трубке 4.

Предложенный киловольтметр позволяет контролировать как постоянное, так и переменное напряжения, причем с высокой точностью. 25

Формула изобретения

Электростатический киловольтметр, содержащий диэлектрический корпус,ча", 1

35 6 стично заполненный диэлектрической жидкостью, подвижный высоковольтный электрод,снабженный токоподводом и расположенный в верхней части корпуса, неподвижный заземленный электрод, установленный на основании корпуса, блок отсчета, в котором размещен индикаторный поплавок, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышенйя чувствительности и надежности, блок отсчета выполнен в виде вертикально ориентированной прозрачной трубки, сообщающейся одним концом с корпусом; а другим - с атмосферой, а индикаторный поплавок - в виде полого стержня, укрепленного на высоковольтном электроде, реализованном с выпуклой нижней поверхноетью, причем токоподвод высоковольтного электрода пропущен внутри индикаторного поплавка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СИА 11 3944918, кл. 324-94, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке tf 2894362/18-21, кл. G 01 К 5/28, 1980.

Составитель Л. Морозов

Редактор Н. Пушненкова Техред 3, Палий Корректор В. Бутяга

Заказ 7254/50 .- Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

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