Электростатический киловольтметр

(72) Авторь КТРОСТАТИЧЕСКИЙ КИЛОВОЛЬТИЕТР тич" Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназна-:чено для использования в электроустановках высокого напряжения,Известен электростатический ки"ловольтметр, основанный на эффектеэлектроосмоса и содержащий корпус,заполненный диэлектрической жидкостьювысоковольтный электрод, выполненный в виде мембраны и расположенныйв верхней части корпуса заземленныйэлектрод, установленный под высоко"вольтным электродом, блок отсчета,выполненный в виде стрелочного указателя, механически соединенного свысоковольтным электродом1).Недостаток данного устройствасостоит в том, что эффект электроосмоса, а, следовательно, и чувствительность прибора в значительной щмере зависят от чистоты диэлектрической жидкости и ее электропроводности, которые не могут идеально от"вечать предъявляемым требованиям. Кроме того, данногодно для измерен ьного напряжения.Наиболее близким техническимрешением к изобретению является электростатический киловольтметр, содержащий диэлектрический корпус, часно заполненный диэлектрической жидкостью, высоковольтный электрод ввиде мембраны, снабженный токопод. водом и расположенный в верхней части корпуса, заземленный электрод,установленный под высоковольтным элем.тродом, блок отсчета, выполненный сиспользованием индикаторного поплав. ка, погруженного в диэлектрическуюжидкость под зазейленным электродом: и прикрепленного к последнему с помощью пружинящей растяжки2,Недостатки известного устройствасостоят в невысокой чувствительности, обусловленной затратами электрической энергии на преодоление сил3 9606ны, а также в неудовлетворительной;эксплуатационной надежности, определяемой сложностью конструкции прибора и старением материалов - упругих элементов. 5Целью изобретения является повышение чувствительности и надежностиработы - измерительного устройства.Поставленная цель достигается темчто в электростатическом киловольтмет-Оре содержащем диэлектрический корпус,частично заполненный диэлектрическойжидкостью, подвижный высоковольтныйэлектрод, снабженный токоподводом ирасположенный в верхней части корпуса, неподвижный заземленный электрод,установленный на основании корпуса,блок отсчета, в котором размещен индикаторный поплавок, блок отсчетавыполнен в виде вертикально ориентированной прозрачной трубки, сообщающейся одним концом с корпусом, а другим - с атмосферой, а индикаторныйпоплавок - в виде полого стержня, укрепленного на высоковольтном электро-. де, реализованном с выпуклой нижнейповерхностью, причем токоподвод высоковольтного электрода пропущен внутсри индикаторного поплавка.30На 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 скорпусом 1, а другим - с атмосферой,полого индикаторного поплавка 5, раз- ффмещенного в трубке 4 и укрепленногона высоковольтном электроде 2. Устройство содержит также токоподвод 6высоковольтного электрода 2, выполненный в виде токопроводящей нити, 4 фвходные клеммы 7, 8 и узел установки прибора на нуль, содержащий сильфон 9, сообщающийся с корпусом 1,и микрометрический винт 10. Отсчетная шкала нанесена непосредственно Яна трубку 4.Киловольтметр работает следующимобразом,При подаче контролируемого напряжения ц на входные клеммы 7 и 8 вы - 5соковольтный электрод 2 притягиваетсян заземленному электроду 3 и смещается на определенное расстояние. При 35 4этом 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 поплавком 5, определяется соотношениемЧ=Ь 1 5 =ьг 5 (1) где 41, Ь 2 - перемещения поплавка 5и уровня жидкости в трубке 4;5 , 5 - сечения поплавка 5 и зазора между трубкой 4 ипопавком 5.Условие равновесия сил электростатического притяжения и Архимеда имеет видт,тч,с фг - диэлектрическая проницаеМОСТЬ ЖИДКОСТИ- плотность жидкости;д - ускорение свободного падения.По выражению ( 2 ) нетрудно оценить чувствительность прибораЛ о 1 ЧБь-- О)Ю рц е ьТаким образом, чувствительность прибора оказывается тем большей, чем выше отношение 5 /5,Учитывая 1) и предполагая Г=сопзй (ЬР/21), имеемо 7.мьЫюц щХ, -Из(4) следует, что чувствительность прибора постоянная при О/д 2 =сопзй ИЬЦВ =сопз 1. В связи с этим сечение зазора 5должно изменяться пропорционально перемещению Д 3 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 ь с Р Следовательно с учетом (1)Г5 62- = - Я 4,кт.е, сечение 5 должно быть сущест енно меньше 5 . В целом при построении устройства необходимо обеспечивать57 5,1 7 5Установка прибора на нуль осущест- М вляется воздействием микрометрического 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, 23Формула изобретенияЭлектростатический киловольтметр, содержащий диэлектрический корпус,ча", 1 35 6стично 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 размещениндикаторный поплавок, о т л и ч а -.ю щ и й с я тем, что, с целью повышенйя чувствительности и надежности, блок отсчета выполнен в видевертикально ориентированной прозрачной трубки, сообщающейся одним концом с корпусом; а другим - с атмосферой, а индикаторный поплавок - в виде полого стержня, укрепленного навысоковольтном электроде, реализованном с выпуклой нижней поверхноетью,причем токоподвод высоковольтногоэлектрода пропущен внутри индикаторного поплавка.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент СИА Ю 3944918,кл, 324-94, 1974.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 1 Г 2894362/18-21,кл. О 01 к 5/28, 1980.960635 Составитель Л. Морозовшненкова Техред 3. Палий Корректор В. Бутя едактор Н аказ исное филиал Патент", г. Ужгород, ул. Проект 251/50НИИПИ Государствпо делам изобр13035, Иосква, Я ираж 737 Подпнного комитета СССРтений и открытий35, Раущская наб д. 1/5