Делитель напряжения Советский патент 1984 года по МПК G01R27/00 

.{S 9 576 г, Изобретение относится к электро измерительной технике, преимущестгенно к технике высоких, напряжений и может быть использовано для прецизионных измерений. Известны делители напряжения, с стоящие из отдельных резисторов, защищенных изолирующим покрытием, и имеющие входной, выходной и общий электроды t П. Недостатком этих устройств явля ется шунтирование резисторов делит ля поверхностным сопротивлением соб ственного покрытия, изменяющимся в процессе эксплуатации, что обусла ливает невысокую стабильность коэфф циента передачи. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является дели.тель напряжения, содержащий вхо ной и выходной микропроволочные резисторы, размещенные на цилиндрическом изолирукяцем каркасе и снабженные защитным изолирующим покрыти ем, входной, общий и выходной электроды, причем выходной электрод рас положен между входным и общим электродами С 2. Коэффициент передачи известного делителя определяется выражением и - ЭК6 Г + Гс - сопротивление выходного резистора делителя, Ом} К - сопротивление входного резистора делителя. Ом; rjwRj- сопротивления изоляции элементов конструкции и материалов делителя, шунтирующих резисторы г и R соответственно. Ом. В высоковольтных делителях значе ние коэффициента передачи в основно находится в пределах 10 - 10 , а сопротивление входного резистора достигает нескольких сотен мегаом и сравнимо с сопротивлением изоляции. Поэтому шунтирование делителя а в особенности входного резистора оказывается весьма существенным. Первоначально шунтирование учитывается при установке номинального зна чения коэффициента передачи путем подстройки сопротивления входного или выходного резисторов делителя. Но в процессе эксплуатации происходит изменение сопротивления изоляции, обусловленное влиянием старения, температуры,влажности, изменения напряжения, что вызывает нарушение установленного в делителе зна чения коэффициента передачи. Особен но сильно изменяется поверхностное сопротивление наружной части делителя - изолирующего покрытия. Оно может уменьшиться на 1-3 порядка и более по отношению к объемному сопротивлению. Применение в известной конструкции индивидуального изолирующего покрытия резисторов с размещением выходного электрода между ними приводит к тому, что каждый резистор шунтируется поверхностным сопротивлением собственного покрытия. Относительное изменение коэффициента передачи определяется пpиближeнны вь ражением .(.о,лА,5ЙВ.о() -1-J, (2) где йЬ , ,лВ иди- изменение времени, температуры, влажности и напряжения; I fs IS коэффициенты изменения поверхностного сопротивления, обусловленные старением, изменением температуры, влажности и напряжения соответственно. Таким образом, существенным недостатком известного делителя является значительная зависимость стабильности коэффициента передачи от изменения поверхностного сопротивления изолирующего покрытия. Цель изобретения - повышение стабильности коэффициента передачи пу-хем уменьшения влияния изменений поверхностного сопротивления изолирующего покрытия. Поставленная цель достигается тем, что в делитель напряжения, содержащий входной и выходной резисторы, обмотки которых размещены на цилиндрическом изолирующем каркасе и снабжены изолирукяцим покрытием, входной, общий и выходной электроды, введено контактное кольцо, при этом общий электрод выполнен в виде кольца, внутри которого размещен изолятор и выходной электрод, который соединен проводом, уложенным в паз цилиндрического изолирующего каркаса под обмоткой выходного резистора, с контактным кольцом, размещенным между входным и выходным резисторами и соединяющим их обмотки, при этом изолирующее покрытие выполнено сплошным на участке между входным и общим электродами. На фиг.1 представлен предлагаемый делитель на фиг.2 - эквивалентная схема делителя с учетом шунтирующего действия поверхностного сопротивления изолирующего покрытия. Делитель содержит цилиндрический изолирующий каркас - керамическую ось 1 с размещенными на ней входным резистором 2(R) и выходньом резистором 3 (г) , намотанными.например, микро проводоМ типа МЛСЦ. На оси 1-уставов лены входной электрод 4, общий электрод 5 и выходной электрод б, при этом электрод 6 установлен внутри электрода 5 с помощью изолятора 7. Контактное кольцо 8 служит дря соединения обмоток резисторов 2 и 3. Выходной электрод 6 соединен с контактным кольцом 8 посредством провод 9, уложенного в паз оси 1 под обмоткой резистора 3. Вся поверхность далителя между входным и общим электро дами защищена изолирующим покрытием 10. Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на вход -делителя электрический ток, протекающий через резисторы, создает падение напряжения на резисторе 3,снимаемое с выхода делителя. Параллельно через элементы конструкции протекают токи утечки, наиболее существенными среди которых являются поверхностные токи. Благодаря тому, что резисторы 2 и 3 и выходной электрод 6 на участ ке между входным 4 и общим 5 электро дами защищены общим изолирующим покрытием 10, шунтирование поверхностным сопротивлением наиболее высокоом ного входного резистора 2 заменено шунтированием входа делителя поверх ностным сопротивлением общего изолирующего покрытия, не влияющим на коэффициент передачи. Эквивалентная схема делителя (фиг.2) отражает наиболее общее распределение поверхностных токов утечки. Выражение 2 для предлагаемой конструкции примет вид cAK;(,.)t где - относительное изменение коэффициента передачи данного делителя. Рассмотрим два делителя, имекадих одинаковые конструктивные размеры и опротивления резисторов г и R и зготовленные из одних и тех же матеиалов, но выполненные по известной предлагаемой схемам. В этом, случае отношение Г)Сд/tf-K, хаактеризующее эффективность предлагамой конструкции, имеет вид . ((i, в высоковольтных делителях напря жения значение к находится в пределах 10 - 10 , а отношение ю/ Следовательно, применениесплошного покрытия делителя между входным и общим электродами позволяет уменьшить изменение Кд от воздействия окружающей среды. Реальная картина протекания токов утечки значительно сложнее принятой при рассмотрении, поэтому отношение (.4 ) характеризует эффективность, предложенной конструкции весьма приблизительно . . Испытания на стабиль ность коэффициента передачи в диапазоне напряжений 10 - 40 кВ предлагаемого делителя напряжения головки ДН-083 и изьестного делителя, имеющего такие же конструктивные размеры и сопротивления резисторов и изготовленного из тех же материалов, показали, что применение предложен1Л)й конструкции позволяет повысить стабильность коэффициента передачи в диапазоне напряжений в 1,& раза. Предлагаемый делитель предназначен для эксплуатации в составе делительной головки ДН-083 и имеет следугацие параметры и характеристики: общее сопротивление 10 Ом, коэффициент передачи 10 , погрешность коэффициента передачи за 10000 ч не более О,5%,рабочее напряжение 30 кВ, длина 230 мм, диаметр 12 мм. Несколько делителей были аттестованы в качестве образцовых с погрешностью коэффициента передачи 0,1% за 0,5 года.

ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий входной и выходной резисторы, обмотки которых размещены на цилиндрическом изолирующем каркасе и снабжены изолирующим покрытием. входной, общий и выходной электроды, отличающийся тем, что, с целью повьЕчения стабильности коэффициента передачи, в него введено контактное кольцо, при этом общий электрод выполнен в виде кольца, внутри которого размещены изолятор и выходной электрод, который соединен проводом, уложенным в паз цилиндрического изолирующего каркаса под обмоткой выходного резистора, с контактным кольцом, размещенным между входным и выходным резисторами и соединяющим их обмотки, при этом изолирующее покрытие выполнено сплошным на участке между входным и об- щим электродами.