Электростатический киловольтметр Советский патент 1982 года по МПК G01R5/28 

. t Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в электроустановках высокого напряжения. Известен электростатический киловольтметр, основанный на Э(|)фекте электроосмоса и содержащий корпус, заполненный диэлектрической жидкост высоковольтный электрод, выполненный в виде мембраны и расположенный в верхней части корпуса заземленный электрод, установленный под высоковольтным электродом, блок отсчета, выполненный в виде стрелочного указателя , механически соединенного с высоковольтным электродом 1. Недостаток данного устройства состоит в том, что эффект электроосмоса, а, следовательно, и чувствительность прибора в значительной мере зависят от чистоты диэлектрической жидкости и ее электропроводности, которые не могут идеально от вечать предъявляемым требованиям. Кроме того, данное устройство пригодно для измерения только постоянного напряжения.. Наиболее близким техническим решением к изобретению является электростатический килоаольтметр , содержащий диэлектрический корпус, частим но заполненный диэлектрической жидкостью, высоковольтный электрод в виде мембраны,снабженный токопод водом и расположенный в верхней части корпуса, заземленный рлектрод, установленный под высоковольтным эле1« тродом, блок отсчета, выполненный с использованием индикаторного поплавка, погруженного в диэлектрическую жидкость под заземленным электродом и прикрепленного к последнему с помощью пружинящей растяжки 2. Недостатки известного устройства состоят в невысокой чувствительности, обусловленной затратами электрической энергии на преодоление сил ; упругой деформации пружины и мембра-

ны, а также в неудовлетворительной : эксплуатационной надежности, определяемой сложностью конструкции прибора и старением материалов - упругих элементов.5

Целью изобретения является повщшение чувствительности и надежности работы - измерительного устройства.

Поставленная цель достигается тем что в электростатическом киловольтмет-ю ре содержащем диэлектрический корпус, частично заполненный диэлектрической жидкостью, подвижный высоковольтный электрод, снабженный токоподврдом и расположенный в верхней части корпу- |5 са, неподвижный заземленный электрод, установленный на основании корпуса, блок отсчета, в котором размещен индикаторный поплавок, блок отсчета выполнен в виде вертикально рриентированной прозрачной трубки, сообщающейся одним концом с корпусом, а другим - с атмосферой, а индикаторный поплавок - в виде полого стержня, укрепленного на высоковольтном электро- д

де, реализованном с выпуклой нижней поверхностью, причем токоподвод высоковольтного электрода пропущен внутРИ индикаторного поплавка.

На чертеже представлен предложенный электростатический киловольтметр, общий вид.

Устройство состоит из диэлектрического корпуса 1, заполненного диэлектрической жидкостью , подвижного высоковольтного электрода 2, неподвижного заземленного электрода 3, от счетного блока в виде прозрачной трубки k, сообщающейся одним концом с корпусом 1, а другим - с атмосферой, полого индикаторного поплавка 5 мещенного в трубке k и укрепленного на высоковольтном электроде 2. Устройство содержит также токоподвод 6 высоковольтного электрода 2, выполненный в виде токопроводящей нити, входные клеммы 7 8 и узел установки прибора на нуль, Содержащий сильфон 9, сообщающийся с корпусом 1, и микрометрический винт 10. Отсметная шкапа нанесена непосредственно 50 на трубку .

Киловольтметр работает следующим образом.

При подаче контролируемого напряжения и на входные клеммы 7 и 8 вы - 55 соковольтный электрод 2 притягивается к заземленному электроду 3 и смещается на определенное расстояние. При

этом имеет место погружение индикаторного поплавка 5 и вытеснение жидкости, уровень которой в зазоре между трубкой Ц и поплавком 5 перемещается вверх. Незначительное погруже ние поплавка 5 вызывает весьма значительный подъем жидкости. По установившемуся уровню последней в трубке можно судить о величине приложенного к устройству напряжения.

Объем V жидкости, вытесненной индикаторным поплавком 5t определяется соотношением

V ДЬ S;, AZ 52.(1)

где Д1, Д2 - перемещения поплавка 5

и уровня жидкости в труке 4 ;

S , S - сечения поплавка 5 и зазора между трубкой k и попавком 5. ,

Условие равновесия сил электростатического притяжения и Архимеда имеет вид .

lolV

, Са)

где S- - площадь электродов 2,3 (без учета выпуклости электрода 2);

I . - межэлектродное расстояние; 51д диэлектрическая проницае-

мость жидкости; Р - плотность жидкости; g - ускорение свободного падения.

По выражению (2 нетрудно оценить чувствительность прибора

dZ XoIVST,

О) dV

,

Таким образом, чувствительность .прибора оказывается тем большей, чем

выше отношение

Учитывая (1) и предполагая E const (л2/Е«1), имеем

.

С4)

dv .

Из(4) следует что чувствительность прибора постоянная при и/д2 const H tlSfConst.. В связи с этим сечение зазора Sj. должно изменяться пропорционально перемещению Др индикаторного поплавка 5. Это достигается либо переменным внутренним сечением трубки Ц, либо переменным сечением поплавка 5. Реализацией определенным образом меняющихся сечений указанных элементов можно, естественно, обеспе

х«

/.

.//////////////////7////////////A J