Электростатический киловольтметр

(51)М. Кл. 6 01 ВУ 23 соелинеииен за еударотеанный комитет СССР о долам изобретений и открытий3) П риорите Опубликовано 30 Дата опубликов ОМ . 82 . Бтоллетень ЭВ ния описания 30.04,(53) УДК 621.317.7.0811/085(088.8) 2) Авторы изобретеииртейн и-ф,й. Сажин Г.А. Литинс В кладной физики АН Молдавской ССР 71) Заявител нстит ЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ КИЛОВОЛЬТМЕТ Изобретение относится к электро- измерительной технике и предназначено для использования в электроустановках.высокого напряжения.Известен электростатический кило- вольтметр, содержащий замкнутый корпус, заполненный диэлектрической жидкостью, высоковольтный электрод, выполненный в аиде мембраны и размещенный в верхней части корпуса надто жидкостью, заземленный электрод, снабженный отверстиями для прохода жидкости и расположенный под высоковольтным электродом, блок отсчета, выполненный в виде погруженного и жидкость под заземленным электродом и прикрепленного к последнему пружинящей растяжкой шарообразного индикаторного поплавка, поверхность которого пронизана порами, а внут-О ренняя полость ограничена Эластичной оболочкой и заполнена газом 11.Недостаток устройства - существенные погрешности измерения, обуслоаРуденко, Д.С. Рубикса енные возможными искажениями, элект остатического поля между электродаНаиболее близким техническим решением к предлагаемому является электростатический киловольтметр, содержащий замкнутый корпус, заполненный диэлектрической жидкостью и снабженный боковым отверстием для прохода воздуха, неподвижный высоковольтный электрод, размещенный в верхней .части корпуса, подвижный электрод, установленный под высоковольтным электродом на проводящем заземленном сильфоне, блок отсчета, выполненный в виде погруженного в. диэлектрическкую жидкость под подвижным электродом и прикрепленного к основанию корпуса пружинящей растяжкой шарообразного индикаторного поплавка, поверхность которого пронизана порами, а внутренняя полость ограничена эластичной оболочкой и заполнена газом 21.3 924584Недостаток киловольтметра заключается в невысокой эксплуатационной надежности, связанной с использованием в нем механического уравновешивающего элемента - пружинящей растяжки. 5Цель изобретения - повышение надежности работы измерительного устройства.Поставленная цель достигается тем, что в электростатический киловольт- метр, содержащий замкнутый корпус, заполненный диэлектрической жидкостью и снабженный боковым отверстием для прохода воздуха, неподвижный высоковольтный электрод, размещенный в ерхней части корпуса, подвижный лектрод, установленный под высоковольтным электродом на проводящем сильфоне, блок отсчета выполненный в виде погруженного в диэлектрическую жидкость под подвижным электродом шарообразного индикаторного по" плавка, поверхность которого прони" зана порами, а внутренняя полость ограничена эластичной оболочкой и заполнена газом, введены участки электрета, один из которых укреплен горизонтально под сильфоном и отделен от него заземленной проводящей сеткой, а другой нанесен на поверх" Зо ность индикаторного поплавка, причем оба участка электрета заряжены одноименно.На чертеже представлен электростатический киловольтметр; общий 35 Вид эКорпус 1, изготовленный из диэлектрического материала, охватывает заполненную диэлектрической жидкостью индикаторную трубку 2 с шаро". 40 образным, частично покрытым электретом, индикаторным поплавком 3, горизонтальный участок электрета 4, заземленную проводящую сетку 5, запол" ненрый диэлектрической жидкостью про водящий сильфон 6, подвижный электрод 7 и неподвижный высоковольтный чрлектрод 8.Корпус 1 прикрыТ крышкой 9, в которой предусмотрено отверстие 10 для фвысоковольтного ввода и прижимнойвинт 11. Боковое отверстие 12 предназначено для прохода воздуха и обеспечивает уменьшение газодинамическо"го сопротивления при работе прибора, .Через закрывающееся отверстие 13 в подвижном электроде 7 осуществляется заполнение сильфона 6 диэлектри" 4ческой жидкостью. Горизонтальныйучасток электрета .4 также имеет отверстие, чтобы не препятствовать заполнению той же жидкостью индикаторной трубки 2, Внутренняя часть корпуса 1 между электродами 7 и 8 выполнена с развитой поверхностью дляпредотвращения токов утечки и. элект"рического пробоя. Заземленная проводящая сетка 5 исключает электростатическое взаимодействие горизонталь-.ного участка электрета 4 и подвижного электрода 7,Индикаторный поплавок 3 представляет собой полый шар, внутри которого. помещена эластичная емкость,заполненная газом, Для осуществлениядемпфирования при резких колебанияхнапряжения поверхность шара выполнена пористой, причем диаметр пор составляет 100- 1000 мкм. Индикаторныйпоплавок 3 в принципе может бытьполностью покрыт электретом или дажевыполнен"из него, если последний будет обладать высокой эластичностью.Поскольку в настоящее время изготовление таких эластичных электретовзатруднено, поплавок 3 покрыт электретом лишь частично, цтобы оставшаяся поверхность шара сохраняла своиэластичные свойства.,При нанесенииэлектрета, например, на поверхностьполусферы центр тяжести поплавка 3смещается относительно геометрического центра шара, что обеспечиваетустойчивое положение поплавка приработе прибора. На поплавке 3, вчастности на границе раздела "эластичная поверхность - поверхность,.покрытая электретом", выполнена индикаторная.метка, положение которойпри отсутствии контролируемого напряжения соответствует нулевому де-лению на индикаторной шкале.Устройство работает следующим образом.При подведении к киловольтметру контролируемого напряжения между электродами 7 и 8 возникает сила электростатического притяженияГо Оэ 5 Ет 4где Яг - относительная диэлектрическая проницаемость газа вмежэлектродном промежуткерг - абсолютная диэлектрическаяпроницаемость газа,е д,.и 49. жуаса гф .д - заряды участка электг,рета, покрывающегопоплавок 3, и. горизонтального участкаэлентрета 4 соответственно,сж - относителрическаядиэлектрити",Ещ - абсолютная диэлектри"ческая проницаемостьдиэлектрической жидкостифг - расстояние мзонтальнцм уэлектрета 4ком 3. ьная диэлектпроницаемость ческой жидкос ежду горичасткоми поплавЕ - напряженность электроста"тического поля между электродами 7 и 8Под действием силы Г, подвижный электрод 7 притягивается на расстоя-ние, пропорциональное силе, к неподвижному электроду 8, Это приводит к разряжению в замкнутом объеме под подвижным электродом 7, т,е. к уменьшению гидростатического давления в жидкости и, следовательно, к увеличениюобъема газа в индикаторном поплавке 3, Увеличивается действующая на поплавок 3 сила Архимеда, величина которой становится больше силы 1 ф тяжести поплавка. В итоге на поплавок 3 действует силаГ = Ч-ад.где- плотность диэлектрической 20жидкости, .Ч - объем вытесненной поплавком 3 жидкости,а - масса поплавка 3,д - ускорение свободного паде"ния.Под действием силы Г 1 индикаторный поплавок 3 всплывает на глубину,на которой сила Г уравнивается силойэлектростатического отталкивания ЗОэлектретов/ 4 В условиях равенства ГГ сос" тояние индикаторного поплавка 3 стабилизируется, При этом положение индикаторной метки на поплавке 3 отображает величину контролируемого напряжения.Использование в устройстве уравновешивающего элемента, выполненного на основе электретов, обеспечивает длительную и надежную работу прибора.Предлагаемый киловольтметр позво" ляет с высокой точностью измерять униполярные и знакопеременные напря" жения сколь угодно больших значений.Формула изобретенияЭлектростатический киловольтметр,содержащий замкнутый корпус, запол"ненный диэлектрической жидкостью иснабженный боковым отверстием дляпрохода воздуха, неподвижный высоко"вольтный электрод, размещенный вверхней части корпуса подвижныйэлектрод, установленный под высоковольтнь 1 м электродом на проводящемсильфоне, блок отсчета, выполненныйв виде погруженного в диэлектрическую жидкость под подвижным электродом шарообразного индикаторного поплавка, поверхность которого пронизана порами, а внутренняя полость огра"ничена эластичной оболочкой и заползнена газом, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с .целью повышения надежности работы, в него введены участкиэлектрета, один из которых укреплен,горизонтально под силосном и отделенот него заземленной проводящей сеткой,а другой нанесен на поверхность индикаторного поплавка,.причем оба участ"ка электрета заряжены одноименно.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке И 2894362/18-21,кл. С 01 К 5/28, 1980.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке й" 2899735/18-21,кл. С 01 К 5/28, 1980.924581 Составитель Л. Мороэовдактор С. Юско Техред А, Бабинец К орС, Шекма Подписноетета СССРрытийая наб., д. Заказ 2808/61 Тираж,719 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушс