Электростатический киловольтметр Советский патент 1982 года по МПК G01R5/28 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования на высОковольтНЕЛХ подстанциях при контроле аппаратуры высокого напряжения.

Известно измерительное устройство, выполненное на основе явления переме цения границы раз дела несмешиваемых фаз жидкость-жидкость или жидкостьгаз с различными магнитными проницавмостями и плотностями фаз под действием пс5ндерматоркых сил магнитного поля, содержащее заполненный двухфазным диэлектриком корпус, внутри которого расположен проводящий стержень, покрытый слоем магнитомягкого материала, имеющего продольный зазор с измерительной шкалой 1.

Недостаток известного устройства заключается в его ограниченных функциональных возможностях. Это устройство позволяет измерять только значительнее по величине токи и не обеспечивает контроль высокого напряжения,

Наиболее близким техническим решением к изобретению является электростатический киловольтметр, основанный на явлении перемещении границы двухфазного диэлектрика в поле

конденсатора, содержащий, в частности, корпус с жидкой и газообразной диэлектрическими фазами, конденсатор с высоковольтным и заземленным электродами, пересекающими границу раздела фаз, отсчетный блок в виде индикаторной трубки, сообщающейся с междуэлектродным пространством 2.

Недостаток известного устройства связан с невысокой точностью измерения, поскольку необходимый для обеспечения приемлемой чувствительности повышенный наклон индикаторной трубки обуславливает размывание границы раздела фаз в ней, если жидкость смачивает трубку, или диспергирование ее на отдельные капли, если не смачивает.

Цель изобретения - повышение точности подобного измерительного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в электростатическом киловольтметре, содержащем высоковольтный и заземленный электроды, установленные в замкнутом корпусе, заполненном диэлектрической жидкостью, отсчетный блок в виде индикаторной трубки, сообщающийся с межэлектродным пространством, в последнюю введены эластичная емкость, заполненная газом, и укрепленный на емкости верти кальный стержень, причем отношение объемов емкости и стержня выбрано большим единицы,а сечение последнего выполнено переменным в обратно пропорциональной зависимости от его высоты и квадрата контролируемого «апряжёния. На чертеже представлен общий вид предлагаемого электростатического киловольтметра. Основу конструкции устройства со тавляет замкнутый корпус 1, в котором установлены высоковольтный 2 и заземленный 3 электроды. Киловольтметр заполнен диэлектрической жидкостью 4. Отсчетный блок представеяет собой индикаторную трубку 5, которую введены заполненная газом эластичная емкость б, 1|апример, из резиновой гофрированной пленки и вертикальный стержень 7/ укрепленный на емкости б. Отсчетная шкала 8 нанесена на удлиненном окончании труб ки 5. Устройство работает следующим образом. При подведении к киловольтметру контролируемой разности потенциалов происходит втягивание жидкости 4 в межэлектродный зазор, в результате чего уменьшается давление в эластич ной емкости 6/ что влечет за собой увеличение ее объема, а, следовательно, и архимедовой силы. Указанный процесс приводит к вертикальном перемещению емкости б со стержнем 7 вверх. При этом изменяется объем стержня 7, погруженный в жидкость 4 и, как следствие, уменьшается подъе ная архимедова сила. Уменьшение архимедовой силы препятствует дальнейшему подъему емкости б со стержнем 7, так Что в конце концов насту пает уравновешивание сил. Условие равновесия действующих сил на эластичную емкость б со стер нем 7 сил записывается следующим образом: G--V,p,.,g, где G - вес емкости 6 со стержнем 7 Vj ,V2 объемы эластичной, емкости 6 и погруженной части стержня 7 р - плотность жидкости 4; g - ускорение свободного падения. Несложные преобразования приведенного выражения и анализ производной длины погруженной части стержня 7по давлению газа в емкости б позволяют заключить, что чувствительность киловольтметра оказывается достаточно высокой при отношении о0 ъемов емкости 6 и стержня 7, располагающемся в диапазоне 10 - 100. Для придания равномерности, шкала 8при всех возможных значениях контролируемого напряжения, сечение стержня 7 выполнено переменным, а именно обратно пропорциональным его высоте и квадрату контролируемого напряжения. Для обеспечения устойчивого вертикального положения стержня 7 на дне эластичной емкости б может быть размещен некоторый груз. Формула изобретения Электростатический киловольтметр, содержащий высоковольтный и заземленный электроды, установленные в замкнутом корпусе, заполненном диэлектрической жидкостью, отсчетный блок в виде индикаторной трубки, сообщающийся с межэлектродным пространством, отли Чающийся тем, что, с целью повьошения точности, в индикаторную трубку введены эластичная емкость, заполненная газом, и укрепленный на емкости вертикальный стержень, причем отношение объемов емкости и стержня выбрано большим единицы, а сечение последнего выдолнено переменным в обратно пропорциональной зависимости от его высоты и квадрата контролируемого напряжения. Источники информации. Принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 420943, кл. G 01 R 19/00, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР 261568, кл. G 01 R 15/02, 1968.