Вакуумный емкостный делитель напряжений Советский патент 1980 года по МПК H01G4/02 

(54) ВАКУУМНЫЙ ЕМКОСТНОЙ ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЙ

1

Изобретение относится к электронной технике, в частности к электровакуумным приборам, и может быть использовано для комплектования электронных киловольтметров, высоковольт- 5 ных зондов, высоковольтных осциллографов, а также применяться в высоковольтных цепях мощных электро- и радиотехнических устройств для настройки и контроля режимов цепей и О

формирующих блоков.

Известны-вакуумные емкостные делители напряжений, состоящие из двух последовательно соединенных конденсаторов (высоковольтного и низковольтно.5

то), размещенных в единой электроизоляционной металлодиэлектрической

оболочке flj.

К недостаткам известных конденсаторов следует отнести узкий диапа- 20 зон измерений.

Наиболее близким предлагаемому по технической сущности является вакуумный емкостной делитель напряжения, содержащий два последовательно соеди-25 ненных конденсатора; один из которых образован высокопотенциальным цилиндрическим электродом и коаксиальным низкопотенциальным электродом, а .второй образован заземленным цилинд- ЗО

ром и размещенным внутри него низкопотенциальным электродом 2j .

Один из основных параметров известного делителя - коэффициент деления - определяется отношением емкостей высоковольтного конденсатора к низковольтному. Понизить это отношение, с тем чтобы расширить пределы измерения амплитуд высоких напряжений, не представляется возможным без увеличения емкости низковольтного конденсатора, а увеличение этой емкости, в свою очередэ, связано с .увеличением габ.аритных размеров и повышением собственной индуктивности делителя, сужающей полосу пропускания ч&стот. Наличие указанных недостатков конструкции известного , делителя не обеспечивает надежного экранирования низковольтного конденсатора от воздействия мощных электромагнитных полей, чем ограничиваются пределы измерений высоких напряжений из-за наводимых на низковольтный кон-денсатор элект-ромагнитных помех.

Цель изобретения - расширение пределов измерения.

Указанная цель достигается тем, что известный вакуумный емкостной делитель напряжений, содержащий два последовательно соединенных конденсатора, один из которых образован высокопотенциальным цилиндрическим электродом икоаксиальным низкопотенциальным электродом, а второй заземленным цилиндром и размещенным внутри него ниэкопотенцкальным электродом, снабжен двумя системами цилиндрических электродов, размещенных между высокопотенциальным и низкопотенциальным электродами, причем элек троды одной системы электричес и со единены между собой и заземлены, а электроды другой системы изолированы друг от друга диэлектрическими втулками, при этом электроды одной системы размещены между электродами другой.На чертеже представлена конструкция четырехкаскадного вакуумного емкостного делителя напряжений. Устройство содержит диэлектричес кую оболочку 1 вакуумноплотно соеди ненную с высоковольтным цилиндричес ким электродом 2 посредством переходных деталей 3. Коаксиально электроду 2 расположен охватывающий его низкрпотенциальный цилиндрический электрод 4 и образующий с ним емкость высоковольтный конденсатор с емкостью Сц первого каскада делите ля , а низковольтный конденсатор это го каскада с емкостью cj образован электродом 4 и охватывающим его цилиндром 5. Некоторую долю емкости низковольтного конденсатора вносит оазделительная диэлектрическая втул ка б , размещенная между отбортованны ми частями электродов 4 и 5. Высоко вольтная емкость второго каскада cj образована разделител ьной диэлек трической втулкой 7, установленной между отбортованными частями цилиндрических электродов 4 и 8, а низко вольтная емкость этого каскада С об разована боковой цилиндрической поверхностью электрода 8,и электродами 9 и 10 . Высоковбльтный конденсатор третьего каскада с емкостью С образован диэлектрической втулкой 11 , размещенной между отбортованными частями электродов 8 и 12, низко вольтный конденсатор с емкостью боковой цилиндрической поверхностью электрода 12 и электродами 10 и 13. Высоковольтный конденсатор четверто го каскада с емкостью с4 образован диэлектрической втулкой 14, размещенной между отбортованными частями электродов 12 и 15, а низковольтный конденсатор с емкостью С - боковым цилиндрическими поверхностями электродов 13 и 15 и внутренней поверхностью корпуса делителя 16. Электро 15 содержит центральное цанговое гнездо 17 под штекер коаксиальйого кабеля . Это гнездо совместно с цанговыми отростками основания 18 обра зует коаксиальный разъем делителя для его стыковки с измерительным прибором. Между основанием 18 и гнездом 17 размещено вакуумплотное диэлектрическое кольцо 19, а само основание 18 вакуумплотно соединено с корпусом 16 и заземлено. Для обеспечения откачки воздуха из полости, в которой размещены электроды 8, 9, 10,12, 13 и 15 в основании 18 выполнены четыре радиальных-паза 20, а в центральной зоне электрода 15 имеется четыре отверстия 21. Входное гнездо 22 служит для подключения высоковольтного кабеля, которое одновременно является предохранительным колпачком для штеягеля . С переходными деталями 3 электрически соединен противокоронный венец 23. Делитель работает следующим образом . Входное напряжение J, подаваемое на входное гнездо 22, оказывается прилох енным к первому каскаду делителя , между высоковольтным электродом 2 и заземленным им цилиндром 5. Это напряжение делится первым каскадом в отношении обратно пропорциональном величинам емкостей высоковольтного и низковольтного конденсаторов, т, е. уменьшается вСц/с раз. Поделенное таким образом напряжение с низковольтного конденсатора первого каскада подается на второй каскад (прикладывается между электродом 4 и электродами 9 и 10, однопотенциальными с заземленным корпусом 16) . Аналогично первому каскаду второй каскад делит приложенное напряжение в отношении, обратно пропорциональном величинам емкостей высоковольтного и низковольтного конденсаторов второго каскада, т. е. уменьшает входное напряжение еще в СУ/СИ раз. Поделенное напряжение с низковольтного конденсатора второго каскада подается на третий каска.д, меяоду электродом 8 и электродами 10 и 13 и т, д. Окончательно поделенное выходное напряжение U-ggj.снимается между цанговьм .гнездом 17 и основанием 18. Таким образом/ выходное напряжение Ugy,,, уменьшается относительно входного в соответствии с зависимостью Ufly- К, оь o о Со, , гпе ir -2----Е-- -. - .o оь oj общий коэффициент деления четырехкаскадного емкостного делителя на-.пряжений. Наведенная на низковольтный конденсатор; электромагнитная помеха от мощных полей делится последующими каскадами в соответствии с их коэффициентами деления . В случае упомянутого двухкаскадногО делителя помеха уменьшается в 70,7 раза, в случае трехкаскадного делителя (в 17,1)2- 292 раза, что