Индикатор

72) Авторы изобретеии Ю.А. Митькин и Н.А, Д 7) Заявитель ановский энергетический и 4 ) ИНЛИКАТОР технике быть исвого напряжения порядка 10 В;кидкий Кристалл между ними переходит в состояние динамического равновесия и становится непрозрачным. Устройство может быть использовано для контроля наличия напряжения 21.Однако малое значение порогового напряжения укаэанного индикаторного устройства затрудняет его при для контроля наличия напряже высоковольтных аппаратах (нап конденсаторы генераторов импу напряжений ), находящихся на вь потенциале, величина которого достигать нескольких тысяч киИзвестен также знаковый исодержащий герметичный прозра корпус с размещенными в нем электродами и двухфазный диэлектрик, при этом электроды своей нижней частью погружены в Фазу диэлектрика с большими значениями диэлектрической проницаемости и массовой плотности. При подаче напряжения от источника питавысо поль вано для визуального контроляя напряжения на высоковольтал х аппара например на конденсазуемые в импульсных ус торах, исполтановках.Известно строиство, основанноении зависимости диэлекницаемости диэлектриенности электрическогоКерра ) Ц,использов менение ния на ример,льсных соком может ловольт. ндикатор,чныйрическои пр ов от напря оля (эффект Однако это устроиство требует сложного оптического оборудования (точечный источник света, поляризатор, ячейка Керра и др) и боль юой точности при установке его на месте работы.Известно индикаторное устройств содержащее прозрачные пластины с жид ким кристаллом между ними и нанесенными с внутренней стороны прозр ными электродами заданной кояфигур ции. При подаче на электроды порог чэобретение относится ких напряжений и мож т им. В.И.ЯЙЙЬтт 4858044 4 30 35 напр авленным с в е том,40 45 50 55 д ния на электроды под действием понде"ромоторных сил электрического поля фаза диэлектрика с большим значениемдиэлектрической проницаемости и массовой плотности вытесняет иэ межэлектродного зазора фазу диэлектрика сменьшими значениями диэлектрическойпроницаемости и массовой плотности,выявляя тем самым отрезок прямой, хорошо наблюдаемый через верхнюю частьпрозрачного корпуса. После снятия напряжения с электродов фаза диэлектрика с большей массовой плотностью стегкает вниз Этот индикатор может бытьиспользован для визуального контроляналичия напряжения 3,Однако трудно подобрать два жидких диэлектрика с большой разницейсветопропускания и обеспечить такимобразом большой контраст при наличиинапряжеыя на индикаторе и при егоотсутствии. Возможное применениекрасителей в этом случае приводит кснижению электрической прочности жидкостей и ограничивает применение устройства на высоких напряжениях.Для уменьшения времени срабатывания устройства плотности жидких диэлектриков должны различаться по меньшеймере в два и более раз.Подобрать такиежидкости с хорошей диэлектрическойпрочностью практически невозможно.Жидкости, имеющие большую плотность,а следовательно, и диэлектрическуюпроницаемость, имеют 1 как правило, небольшую электрическую прочность. Дляжидкости же, имеющей большую электрическую прочность (относительная диэлектрическая проницаемость у нее равна 2-3), величина пондеромоторных силмала, поэтому жидкость поднимаетсяна очень малое расстояние, котороепрактически в этом случае незаметноневооруженным глазом. Таким образом, указанные причины ограничивают применением такого индикаторного устройства на высоком напряжении, а тем более для визуального контроля наличия напряжения на высоковольтных аппаратах, находящихся на высоком потенциале.Целью изобретения является расширение области применения эа счет возможности контроля напряжений высоких потенциалов.Эта цель достигается тем, что в индикаторе, содержащем первый электро на котором установлен диэлектрический корпус с прозрачной герметичной полостью, заполненной двухфазной диэлектрической смесью с разными значевиями диэлектрической проницаемости и массовой плотности, и второй электрод,компонент двухфазной диэлектрической смеси с большими значениями диэлектрической проницаемости и массовой плотности выполнен в виде твердых частиц фарфора, занимающих слой в половину высоты полости, а второй электрод выполнен в виде цилиндрического стержня с закругленным концом, расположенным на поверхности прозрачной герметичной полости.Иа фиг, 1 представлена конструкция прецлагаемого индикатора; на фиг. 2 - положение твердых частиц фарфора под действием неоднородного электрического поля между электродами,20 Индикатор содержит второй электрод 11 в виде цилиндрического стержня с / закругленным концом, первый электрод 2 в виде плоскости, на которой устанс. - влен диэлектрический корпус 3 с прозрачной герметичной полостью 4, закрытой с обоих концов крышками 5,Полость заполнена двухфазной диэлек;рической смесью с разными значениями диэлектрической проницаемости и массовой плотности, один компонент которой, например, трансформаторное масло,другой - твердые частицы фарфора 6, занимающие слой в половину высоты полости.Выводы 7 служат для подключения индикатора к контролируемому объекту, Полость 4 освещается рассеянным или При подключении индикатора к выводам контролируемого аппарата, находящегося под высоким потенциалом (например, к выводам конденсатора генератора импульсных напряжений ), при наличии разности потенциалов между выводами твердые частицы фарфора, имеющие большую, чем ходкий диэлектрик диэлектрическую проницаемость, под действием неоднородного электрического поля выстраиваются между электродами в цепочки по направлению поля и тем самым перекрывают полость. Свет через полость не проходит. Это указывает на то, что конценсатор не пробит, Если же конденсатор пробит, то разность потенциалов на нем, а следовательно, и на индикаторном устройстве отсутствует, частицы имеющие большую, чем жидкий диэлектрик, плотность, оседают на плоскость, поэтому не выстраиваются в цепочки и не перекрывают полость, через которую в этом случае проходит свет.Таким образом, предлагаемый индикатор может быть использован для контроля работоспособности высоковольтных аппаратов, находящихся на высоком потенциале.Степень перекрытия полости 4 це-30 почками из непрозрачных частиц, образованных в электрическом поле между электродами, а следовательно, и оптическая плотность этого слоя цепочек зависят от.силы, с которой электрическое поле действует на частицы. Эта сила,в свою очередь, зависит от напряженности электрического поля, степени его неоднородности (т,е. от формы электрода), раз мера и диэлектрических свойств часформа электродов должна обеспечивать такую неоднородность электрического поля, при которой происходит полное перекрытие светового канала цепочками из твердых частиц. При этом необходимо обеспечить неоднородность поля по осн симметрии электродов н вдоль полости, причем максимальная напря женность электрического поля должна быть на вершине электрода с закругленным окончанием. В этом случае твердые частицы притягиваются к вершине электрода.со всей площади полос ти и, выстраиваясь в цепочки в его центральной части, перекрывают полость При выборе формы электродов также необходимо учитывать воэможность сравнительно простого расчета электрического поля.С учетом отмеченных требований целесообразно изготавливать верхний электрод или только его нижнюю часть) в виде стержня с закругленным окончанием, например в виде гиперболоида вращения.Дпя получения надежного перекрытия световой полости желательно выполнить ее в виде узкой щели, кото. рая проходит через область наибольшей неоднородности электрического поля,Время срабатывания индикаторного устройства в основном определяется временем оседания частиц в поле земного тяготения. Для уменьшения времени оседания частиц необходимо применять твердые частицы с большим размером и плотностью, а диэлектричес" кую среду с малой вязкостью. При этом время формирования цепочек из частиц в электрическом поле также уменьшается .Этому способствует и выбор частиц с большей диэлектрической проницаемостью Твердые частицы должны быть нерастворимы в диэлектрической среде.Электрическая прочность обоих диэлектриков должна быть высокой, В качестве диэлектрической среды например, можно использовать трансформаторное масло, газ под давлением, вакуум, а час" тицы изготовить из фарфора.Надежное перекрытие полости твердыми частицами, а также максимальная оптическая плотность слоя частиц, пе"рекрывшихся канал, обеспечиваются в том случае, если в каждой цепочке, выстроенной в электрическом поле между электродами, не одна, а несколько частиц. Тогда пространство между частицами в одной цепочке перекрывается частицами в соседних цепочках. Практически это означает, что размер частиц должен быть на порядок меньше межэлектродного расстояния.При зацанных электродах число твердых частиц в канале должно быть достаточным для построения в электрическом поле цепочек, полностью перекрывающих полость. Это необходимов количество частиц при заданном сечении полости может быть распределено в виде тонкого слоя на дне полости, ее длину при этом нужно увеличивать.Иожно также частицы распределить в виде большого по высоте слоя частиц, причем длину полости в этом случае можно уменьшить. Вместе с тем, для обеспечения максимального светового потока, проходящего через полость с заданным поперечным сечением, необходимо уменьшить ее длину, а слой непрозрачных частиц, который занимает часть канала, выбирать минимальным.Отмеченные требования являются противоположными, поэтому оптимальным вариантом обеспечеиая максимального светового потока, проходящего через полость, является средний вариант, при котором твердые частицы занимают слой на половину высоты полости.858044 8полнен в виде твердых частиц фарфора, занимающих слой в половину высоты полости, а второй электрод выполнен в виде цилиндрического стержня с закругленным концом, расположенным на поверхности прозрачной герметичной полости е Индикатор, содержащий первый элек трод, на котором установлен диэлектрическии корпус с прозрачной герме" тичной полостью, заполненнои двухфазной диэлектрической смесью с разными значениями диэлектрической проницаемости и массовой плотности, и второй электрод, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности контроля напряжений высоких потенциалов, компонент двухфазной диэлектрической смеси с боль З шими значениями диэлектрической проницаемости и массовой плотности выИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРВ 309339, кл, О 02 Г 3/00, 1971.2. Авторское свидетельство СССРУ 484480, кл. 6 02 Г 1/18, 1975,3, Авторское свидетельство СССРВ 492898, кл. 6 08 В 5/02, 1975 (прототип ).ППП Патент" Ужгород, ул. Проектная, 4 акаэ 7250/82ВНИИПИ Госпо делам113035, Мо Тираж 69 Подписноарственного комитета СССРобретений и открытийва, Ж, Раушская наб., д.4/5