Электростатический киловольтметр Советский патент 1982 года по МПК G01R5/28 

(5) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ КИЛОВОЛЬТМЕТР

I

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в электроустановках высокого напряжения.

Известно устройство для измерения напряжения, основанное на эффекте электроосмоса и содержащее замкнутый корпус, заполненный диэлектрической жидкостью, высоковольтный электрод, выполненный в виде мембраны и ра мещенный в верхней части корпуса над жидкостью, заземленный электрод, расположенный под высоковольтным электродом, блок отсчета, реализованный в виде стрелочного указателя, механически соединенного с высоковольт ным электродом .

Недостаток известного устройства связан с тем, что эффект электроосмоса, а следовательно, и чувствительность прибора в значительной мере зависят от чистоты диэлектрической жидкости и ее электропроводности, которые не могут быть идеальными. Кроме того, устройство пригодно для измерения только постоянного напряжений.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является электростатический киловольтметр, содержащий неподвижный высоковольтный электрод, размещенный в верхней части замкнутого корпуса, подвижный заземленный электрод, установ10ленный под высоковольтным электродом на проводящем сильфоне, блок отсчета, выполненный в виде погруженного в диэлектрическую жидкость под за- . земленным электродом и прикреплённ

15 го пружиняще:й растяжкой к основанию корпуса шарообразного индикаторного поплавка, поверхность которого пронизана порами, а внутренняя полость ограничена эластичной оболочкой и

20 заполнена газом 2 ,

Недостаток киловольтметра заключается в том, что на его показания оказывают.влияниедавление и температура окружающей среды. Колебания этих параметров вызывают существенные дополнительные погрешности изме рения. Цель изобретения - повышение точ мости измерительного устройства da счет устранения влияния давления и температуры окружающей среды. Поставленная цель достигается те мто в электростатическом киловольтметре, содержащем неподвижный высоковольтный электрод, размещенный в берхней части замкнутого корпуса, подвижный заземленный электрод, установленный под высоковольтным электродом на проводящем сильфоне, блок отсчета, выполненный в виде по груженного в диэлектрическую жидкос под заземленным электродом и прикрепленного пружинящей растяжкой к основанию корпуса шарообразного индикаторного поплавка, поверхность которого пронизана порами, а внутре няя полость ограничена эластичной оболочкой и заполнена газом, в боко вом отсеке корпуса между электродами расположена компенсационная элас тичная емкость с газом, идентичная индикаторному поплавку, а межэлектр ное пространство заполнено диэлектрической жидкостью, по коэффициенту расширения и плотности близкой к диэлектрической жидкости блока отсчета . На чертеже представлен, электростатический киловольтметр, общий вид. Основной корпус 1 может быть изготовлен как из металла, так и из диэлектрического материала. В основ ном корпусе 1 располагается индикаторная трубка 2, в которой на пр жинящей растяжке 3 укреплен индикаторный поплавок Ц. Полый шар поплав ка k выполнен пористым для осущесте ления демпфирования при резких коле баниях напряжения. Диэлектрический корпус 5 изготовлен с развитой поверхностью для предотвращения токов утечки по поверхности. В диэлектрическом корпусе 5 выполнен отсек (углубление), в котором расположена компенсационная эластичная емкость 6, заполненная газом. Констру ция емкости 6 совершенно идентична конструкции поплавка А. Между диэл рическим 5 и основным 1 корпусами установлен на металлическом сильфо е 7 подвижной заземленный электрод 8, в котором для заполнения блока тсчета, в частности индикаторной трубки 3| диэлектрической жидкостью предусмотрено закрывающееся отверстие 9. Неподвижный- высоковольтный электрод 10 размещен между диэлектрическим корпусом 5 и крышкой 11, в которой выполнено отверстие 12 для высоковольтного ввода и предусмотрен прижимной винт 13, В случае реализации основного корпуса 1 из металла болт 1 заземления может быть расположен в основании киловольтметра. Устройство работает следующим образом. При подаче контролируемого напряжения на высоковольтный электрод 10 возникает сила электростатического притяжения, под действием которой заземленный электрод 8 приближается на определенное расстояние к высоковольтному электроду 10, растягивая металлический сильфон 7. Это приводит к разряжению в замкнутом объеме под электродом 8 и, следовательно, к уменьшению гидростатического давления в жидкости. С уменьшением давления расширяется эластичная емкость внутри пористого шара поплавка 4, что обуславливает увеличение силы Архимеда и всплытие шара на такую глубину, где сила упругой деформации растяжки 3 уравновешивается результирующей силой, действующей на шар. При увеличении контролируемого напряжения объем газа еще более увеличивается, это приводит к еще большему увеличению результирующей силы и еще большему всплытию поплавка k и т.д. Для визуализации значений контролируемого напряжения на поверхности поплавка наносится индикаторная метка,,а на стенке индикаторной трубки 2 располагается вертикальная шкала. Каждому значению напряжения соответствует строго определенный уровень всплытия поплавка 4. Заполнение межэлектродного пространства диэлектрической жидкостью и введение в него компенсационной емкости 6 позволяют устранить влияние на показания киловольтметра давления и температуры окружающей среды. Например, при увеличении температуры газ стремится расшириться как в эластичной емкости внутри поплавка t, так и внутри компенсационной емкости 6. Поскольку названные емкости абсолютно идентичны, то и ыточные давления газа в них при повышении температуры равны и взаимно компенсируются, и поплавок не всплывает. Аналогично происходит ком пенсация при колебаниях давления окружающей среды. Таким образом, практическое использование предлагаемого устройства оказывается возможным без каких-либо дополнительных приспо соблений для стабилизации давления и температуры. Формула изобретения

Электростатический киловольтметр, содержащий неподвижный высоковольтный электрод, размещенный в верхней части замкнутого корпуса, подвижный заземленный электрод, установ- 25 ленный под высоковольтным электродом на проводящем сильфоне, блок (Отсчета, выполненный в виде погруженИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. G 01 R 5/28, 1980. 56 ного в диэлектрическую жидкость под заземленным электродом и прикрепленного пружинящей растяжкой к основаг. 1ию корпуса шарообразного индикаторного поплавка, поверхность которого пронизана порами, а внутренняя полость ограничена эластичной оболочкой и заполнена газом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за .счет устранения влияния давления и температуры окружающей среды, в боковом отсеке корпуса между электродами расположена компен; сационная эластичная емкость с газом, идентичная индикаторному поплавку, а межэлектродное прюстранство заполнено диэлектрической жидкостью, по коэффициенту расширения и плотности близкой к диэлектрической жидкости блока отсчета.