УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ Советский патент 1970 года по МПК G01R19/00 G01R15/00 

Изобретение относится к области измерительной те.хннки, в частности к контрольно-измерительной высоковольтной аппаратуре и может быть иснользова 10 в высоковольтной технике {телеви.зионные, рентгеновские установки) . Известны устройства для измерения высоки.х ианряжений, использующие иере.мещение границы раздела дву.х диэлектриков в поле конденсатора, которые имеют различие но дизлектричсскн проницаемостям и одии из которых представляет собой газ. В эти.х устройства.х для повышения электрической прочности газообразной фазы последнюю приходится вводить в корпус под давлением. Стенки корпуса должны быть рассчитаны на высокие внутренние давления, т. е. обладать значительной толиипюй, что усложняет устройство. Кроме того, корпус должен быть снабжен нинпелем, предназначен ым для нодачи и поддержания давлеиия газовой фазы во внутренней полости. Утечка газа нрактически не может быть заблаговре.менно обнаружена, а это приводит к пробою и порче устройства. Цель изобретения - упрощение конструкции и повьипенне чувствительности устройства. Это достигается заменой сжатого газообразного днэлектрика жидким с соответствующими диэлектрической проницаемостью s и нлотностью р. Благодаря этому повышается электрическая прочность межэлектродиой среды в целом, исключается необходи 1ость в создании повышенного давлеиия внутри корпуса, увеличивается чувствительность устройства и упрощается его конструкция (не требуется высокая ме.ханическая прочность корпуса и устраняются эле.менты для подачи давления). Поэтому корпусом может служить обычная стеклянная пробирка. Конструктивно предлагаемое устройство отличается тем, что корпус и межэлектродиая область заиолнены двумя взаимно несмешнваемыми жидкими диэлектриками с различной нлотностью, диэлектрической проницаемостью и онтической ирозрачностью, например подкрашенным четыреххлористы. углеродом и иеокрашенны.м нерфторуглеводородом. На чертеже изображена ко)струкция нредлагаемого устройства. Устройство состоит из прозрачного сосуда /, заполненного двумя жидкими взаимно несмещивае.мыми ненолярнымн диэлектриками 2 и 3, одним из которых может быть, например, подкрашенный четыреххлористый углерод (е 2,25, р 1,6), а другим - неокрашенный перфторуглеводород (s 1,76, ,73). Электроды и 5 в сосуде расположены коаксиально и выполнены из стеклянных трубок с нанесенными }ia ннх проводящимн оптически прозрачными покрытиями. На электрод 4 покрытие нанесено с внутренней стороны, а на электрод 5 - с внешней.

В верхней и нижней части электрода 4 имеются отверстия для неретекания жидкости из межэлектродного пространства во внешнюю область.

Внутрь электрода 5 помешается шкала &, которая может неремеш,аться по оси электродов путем ввинчивания ее в пробку 7 с целью регулировки начала отсчета.

Крепление электродов в сосуде и один относительно к другому осуш;ествляется с помошью прокладок S и 9.

Напряжение к электродам подводится через токоподводы 10, п. Изменение объема жидких диэлектриков вследствие температурного расширения может комненсироваться устройством 12 в виде сильфона либо узкого канала, заполненного воздухом.

При подаче напряжения на электроды в межэлектродной области граница раздела фаз перемеш,ается в сторону диэлектрика с меньшей диэлектрической проницаемостью. Но величипе перемещения границы раздела в межэлектродном пространстве, отсчитанной по шкале, можно судить о измеренном электрическом напряжении.

Величина перемешения определяется выражением

h ()

(PI -р2)ё(-1 -2)1пг1/гз

где /IB - высота излгенен-ия границы раздела фаз под действием пондеромоторных сил электрического поля;

80--электрическая постоянная;

81- диэлектрическая проницаемость первого диэлектрика;

f2 - диэлектрическая прон П1аемость второго диэлектрика;

р1 - плотность первого диэлектрика; Р2 - плотность второго диэлектрика; Г2 - радиус внутреннего электрода; г - радиус внешнего электрода; S,-ускорение свободного падения.

Из формулы видно, что высота подъема пропорциональна разности диэлектрических проницаемостей si- 82 и обратно пропорциональна разности плотностей pi-р2 жидких диэлектриков. Ноэтому, подобрав оптимальные значения этих величин, можно значительно увеличить чувствительность.

Нредмет изобретения

20

Устройство для измерения высоких напряжений, использующее явление перемещения границы раздела двух диэлектриков в поле конденсатора, содержащее корпус, например,

в виде прозрачного сосуда, внутрн которого установлены электроды и отсчетная шкала, отличающееся тем, что, с целью унрощения конструкции, увеличения электрической прочности межэлектродной среды и увеличения

чувствительности, корпус и межэлектродная область заполнены двумя взанмно несмешиваемыми жидкими диэлектриками с различной плотностью, диэлектрической проницаемостью и оптической прозрачностью, иапример подкрашенным четыреххлористым углеродом и неокрашенным перфторуглеводорадом.

б5

v

1}

:r

2ri