Электростатический киловольтметр Советский патент 1979 года по МПК G01R5/28 

(54) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ КИЛОВОЛЬТМЕТР

Целью изобретения является уменьшение погрешности при измерениях в незаземленных цепях.

Для этого электростатический киловольтметр, содержащий два электрода, установленные на изоляторах, измерительный механизм и шкалу, расположенные внутри одного из электродов, снабжен расположенными внутри- электрода с измерительным механизмом вторым измерительным механизмом и второй шкалой, а также третьим электт родом, установленным внутри изолятора, на котором расположен электрод,с измеритель-. ными механизмами, причем оси подвижных частей обоих измерительных механизмов расположены между собой под углом, близким к 90°, а третий электрод заземлен.

На чертеже схематично изображена конструкция электростатического киловольтметра.

Электростатический киловольтметр содержит два электрода 1 и 2, установленные на изоляторах 3 и 4, измерительный механизм 5 и шкалу 6, расположенные внутри электрода 2, второй измерительный механизм 7 и вторую шкалу 8, расположенные внутри электрода 2, а также третий электрод 9, установленные внутри изолятора 4 и соединенный с основанием 10, на котором установлены изоляторы 3 и 4.

Для исключения влияния электростатического поля между электродами 1 и 2 на подвижный электрод 11 второго измерительного механизма 7, ось вращения 12 подвижного электрода 11 расположена вдоль силовых линий поля между электродами 1 и 2. При этом пондеромоторные силы поля, воздействующие на подвижный электрод 11, оказываются направленными вдоль оси вращения этого электрода и вращающего момента не создают.

Аналогичным образом расположена ось вращения 13 подвижного электрода 14 измерительного механизма 5 относительно поля между электродами 2 и 9. Таким образом, вблизи электрода 2 электростатические поля между ним и электродами I и 9 взаимно ортогональны, а оси вращения подвижных электродов измерительных механизмов 5 и 7 расположены между собой под углом, близким к 90°

Внутри основания 10 расположены источники света 15 и 16. Внутри электрода 2 расположены зеркала 17 и 18, а на осях вращения подвижных электродов расположены зеркала 19 и 20.

Киловольтметр работает следующим образом.

При включении киловольтметра в измерительную цепь электроды 1 и 2 присоединяют к проводам цепи, а электрод 9 и соединенное с ним основание 10 заземляют. При подаче напряжения в цепь между электродами 1 и 2 возникает электрическое поле.

Обусловленное им усилие воздействует на подвижный электрод 14 измерительного механизма 5, создавая вращающий момент. Наличие вращающего момента вызывает поворот подвижного электрода 14 вокруг оси 13 вместе с зеркалом 19. При повороте зеркала луч (световой указатель) от источника света 15 движется по шкале 6.

В зависимости от напряжения электрода 2 относительно земли перемещение светового указателя по щкале 6 будет различным, так как поле, воздействующее на подвижный электрод 14, определяется напряжениями между электродами 1 и 2 и между электродом 2 и землей, т. е. отсчет по шкале 6 производят с погрешностью, зависящей от напряжения электрода 14 относительно земли.

При появлении напряжения на электроде 2 относительно земли между электрод ами 2 и 9 возникает электростатическое поле, воздействующее на подвижный электрод 11 измерительного механизма 7. Поворот подвижного электрода 11 вызывает поворот зеркала 20 и перемещение светового указателя от источника 16 по шкале 8. Градуировка шкалы 8 выполнена непосредственно в ве личинах поправок к показаниям шкалы 6. Показание по шкале 8 (поправка) вычитают из показания по шкале 6.

Данный киловольтметр имеет следующие преимущества:

1.Погрещность при из.мерениях в незаземленных цепях, достигающая 10-17%, уменьшена до 1,5%, что соответствует классу точности существуюших киловольтметров. Например, напряжение 30 кВ в незаземленной цепи измеряется электростатическим киловольтметром С100 класса точности 1,5 на пределе измерения 75 кВ с погрешностью 12%, на пределе измерения 50 кБ - с погрешностью 6,8%, а предложенным киловольтметром - с погрешностью .на обоих пределах измерения.

2.Время, затрачиваемое на проведение измерения, уменьшено с 3-5 мин до с т. е. в 6-30 раз. Например, время измерения напряжения 30 кВ электростатическими киловольтметрами С100 и С196 с последующим расчетом поправки составляет 4 мин, а предложенным киловольтметром - 18 с, т. е. в 13 раз меньше.

3.Достигнуто упрощение устройства, так как нет необходимости одновременно го использования двух киловольтметров, один из которых измеряет напряжение в измерительной цепи, а другой - напряжение относительно земли на электроде с измерительным механизмом у первого киловольтметра.

Такое решение позволяет использовать один киловольтметр для определения напряжения электрода с измерительным механизмом относительно земли и поправки, причем расчет поправки производят один раз при градуировке второй шкалы киловольтметра в величинах поправки. Формула изобретения I. Электростатический киловольметр, содержащий два электрода, установленные на изоляторах, измерительный механизм и шкалу, расположенные внутри одного из электродов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности при измерениях в незаземленных цепях, он снабжен расположенными внутри электрода с измерительным механизмом вторым измерительным ме67 ханизмом и второй шкалой, а также третьим электродом, установленным внутри изолятора, на котором расположен электрод с измерительными механизмами, причем оси подвижных частей обоих измерительных механизмов расположены между собой под углом, а третий электрод заземлен. 2. Киловольтметр по п. 1, отличающийся тем, что оси подвижных частей обоих измерительных механизмов расположены между собой под углом, близким к 90°. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. ВекслерМ. С. Электростатические приборы, М.-Л.-Энергия, 1964. с. 43-44, рис. 19.