Делитель напряжения

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к делителям высокого напряжения. Цель изобретения - повышение точности. Низковольтные вьюоды 3 и 4 соединены с крайними обкладками 7 цепи конденсаторов . Обкладки размещены со смещением относительно друг друга, с их увеличивающимся количеством и величиной перекрытия в зависимости от порядко- , вого номера конденсатора при отсчете от низковольтного вывода 4 к высоковольтному 5. Изоляция I6 между ветками 10 выполнена в виде промежутка, заполненного маслом 15, с перегородками 17 из картона. 4 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Н 01 G 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1d (21) 3684456/24-21 (22) 29.12.83 (46) 15.02.86. Бюл. 9 6 (71) Всесоюзный ордена Дружбы народов научно-исследовательский, про" ектно-конструкторский и технологический институт трансформаторостроения (72) P.Ï. Долюк, В,Т. Бельдий, 3,М, Белецкий и Л.И. Володченко (53) 621.319.4 (088.8) (56) Техника высоких напряжений. М. .

Высшая школа,1979, с. 495.

Техника высоких напряжений. М.: ,Высшая школа,1979, с. 506, р. 17-21.

„„SU 1211 16 А (54 ) ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ (57)Изобретение относится к измерительной технике, в частности к делителям высокого напряжения. Цель изобретения — повышение точности. Низковольтные выводы 3 и 4 соединены с крайними обкладками 7 цепи конденсаторов. Обкладки размещены со смещением относительно друг друга, с их увеличивающимся количеством и величиной перекрытия в зависимости от порядко, вого номера конденсатора при отсчете от низковольтного вывода 4 к высоковольтному 5. Изоляция 16 между веткамн 10 выполнена в виде промежутка, заполненного маслом 15, с перегород- ками 17 из картона. 4 ил.

121!816!

О

Изобретение относится к измерительной технике, а именна к делителям высокого напряжения, используе-. мым для измерения напряжения раз-. личной формы при испытании высоковольтных аппаратов и трансформаторов, Цель изобретения — повышение точности.

Подключение высоковольтного вывода к средней обкладке цепи и низковольтных выводов к крайним обкладкам цепи приводит к тому, что токи в нижней и верхней частях цепи являются магнитно-встречными, что снижает индуктивность цепи, исключает краевой эффект у высоковольтнога вывода и собственные электромагнитные колебания цепи.

Размещение обкладок каждого конденсатора с взаимным перекрытием с обкладками соседних конденсаторов обеспечивает одновременное образование емкости и соединение конденсаторов в единую цепь без соединительных проводов, что дополнительно снижает индуктивность цепи и исключает ее электромагнитные колебания.

Обеспечение величины перекрытия, обкладок и количества параллельных обкладок в конденсаторе, увеличивающихся по мере роста порядкового номера конденсатора в цепи при отсчете от низковоггьтного вывода к высоковольтному, обеспечивает равномерное распределение напряжения по последовательным-конденсаторам цепи, компенсирует влияние емкости обкладок на охватывающий кожух, исключает собственные электромагнитные колеба- ния цепи при любой форме измеряемого напряжения.

На фиг. 1 схематически показана конструкция делителя напряжения, пример выполнения; на фиг. 2. - промежуточные операции изготовления: цепи конденсаторов делителя до сборки; на фиг. 3 и 4 объяснена связь увеличения количества параллель-обкладок .в конденсаторе и величины перекрытия по мере роста порядкового номера конденсатора в цепи при отсчете от низковольтного вывода к высоковольтному с равномерным распределением напряжения по последовательным конденсаторам цепи делителя.

Делитель напряжения (фиг. 1) содержит кожух 1, в котором размещена цепь последовательно соединенных

55 капдепсатаро1з В ниде цпл1гндрическай спирали 2, с двумя низкагзальтными выводами 3 и 4 от нижнего и верхнего концов спирали и одним гзысоковольтным выводом 5 ат середины спирали,. соединенным с проходным изолятором в фарфоровом корпусе 6, установленным в полости спирали. Обкладки 7 конденсаторов намотаны на картонную паласу 8 и изолированы конденсаторной бумагой,,образующей слои 9 изоляции между обкладками, при этом обкладки 7 соседних конденсаторов размещены с Взаимным перекрытием, величина перекрытия обуславливает значение емкости, сами перекрытия обкладок одновременна и соединяют соседние конденсаторы между собой. Последовательно соединенные конденсаторы образуют витки 10 спирали 2, на поверхность Витков наложен слой изоляции 1! для придания электрической прочности промежуткам между витками. От спирали выполнены измерительные выводы 12 и 13, например, для подключения осциллографа. К кожуху

1 подсоединены радиаторы 14 для охлаждения масла 15, нагреваемого при длительном приложении измеряемого напряжения, Главная изоляция 16, между витками 10 спирали 2 и кожухом

Выполнена в виде промежутка, заполненного маслом 15 с установленными перегородками 17 из картона. Витки

10 спирали 2 намотаны на жесткий изаляционньгй цилиндр 18 яВляющийся опорой спирали.

На фиг. 2 каждая строка показывает размещение абкладок и слоев изоляции на промежуточных операциях изготовления цепи конденсаторов делителя.

На первой строке показана картонная паласа 8, длина которой равна длине размотанной спирали .цепи конденсаторов.

На второй строке показаны обкладки 7 конденсаторов, намотанные из фольги на картонную полосу 8 с изоляционными промежутками между соседними обкладками, К .крайним обкладкам надкз!Ючены низковольтные вьгводы

3 и 4 (на фиг. 2 показана одна часть цепи с низковольтным выводом 4).

На третьей строке показан слой изоляции 9, намотанный на обкладки 7.

На четвертой .строке доказана последуюшая операция изготовления цепи,.

121181б!

„г

С = С вЂ” + С

2 а Г dU1

c U+ — pc(.) — =о.

dn) 50

О=О n/N когда на слой изоляции 9 намотаны обкладки 7 второго яруса, они перекрывают обкладки 7 первого яруса в местах их изоляционных промежутков, и так далее. 5

На пятой строке приведена схема расположения обкладок 7 для промежуточной стадии, приведенной в четвертой строке. Схема изображает сечение по оси полосы 8 и показывает взаимное размещение обкладок в цепи.

На шестой строке приведена примерная схема расположения обкладок

7 в верхней половине цепи между ниэKoBoJIbTHbtM выводом 3 H высоковольт- !5 ным выводом 5. Такая же часть цепи между вторыми низковбльтными выводами 4 и 5. По мере приближения к выводу 5 количество параллельных обкладок и величина перекрытия увеличивают- 20 ся. На выводе 5 средние параллельные обкладки соединены между собой, далее соединений нет — только перекрытия.

Изготовленную цепь конденсаторов 25 наматывают на изоляционный цилиндр

18, являющийся остовом делителя и оправкой при намотке.

На фиг. 3 и 4 показана электрическая схема части делителя (фиг. 1) 30 между высоковольтным выводом 5 и низковольтным выводом 3 и график распределения напряжения U по конденса(n1 торам цепи в зависимости от их порядкового номера и при измерении напряжения. Электрическая цепь делителя содержит емкость С последовательно соединенных конденсаторов, емкости

С обкладок конденсаторов на кожух 1.

Распределение напряжения 11 на обкладках относительно кожуха определяется уравнением сохранения электрического заряда

Если С(п)=С вЂ” постоянное значение для всех конденсаторов, то

U .0>5hocn/5hoc,м; -4с)с.

Если С(п)=С,п /2 + С „ — увеличивающееся значение по мере роста поряде кового номера и конденсатора (ф— емкость подключенного к делителю измерительного прибора), то где Ы вЂ” общее число конденсаторов в части цепи между выводами

3 (4) и 5.

На графике показаны для сравнения распределение (19) напряжения в части цепи предлагаемого делителя и (20) в цепи известного.

В известном и предлагаемом делителях значения размеров и электрических величин следующие:

Измеряемые .напряжения 2000 (амплитуда импульса), 1000 кВ (действующее значение напряжения промьппленной частоты при подключении в течение

1 мин), 700 (действующее значение напряжения промышленной частоты при подключении в течение 2 ч), 450 кВ (действующее значение напряжения промышленной частоты при подключении в течение 1000 ч и более).

Диаметр охватывающего кожуха

0,7 м, высота охватывающего кожуха

3 м, масса после заливки маслом без высоковольтного вывода 1,2 т, Емкость подключаемого измерительного осциллографа Си = 1000 пФ.

Погрешность измерения не более

0,57.

Число последовательно включенных конденсаторов в цепи — 2N=400.

При проектировании делителя напряжения, изменяя толщину слоев изоляции 9 между обкладками 7, величину взаимного перекрытия и количество параллельных обкладок, регулируют емкость конденсаторов, добиваясь того, чтобы емкость С конденсатора была равна где С, -емкость обкладки на кожух; и -порядковый номер конденсато,ра при отсчете от низковольтного вывода 3 (4) к высоковольтному выводу 5;

С вЂ” емкость подключенного н к измерительному выводу1 например, осциллографа.

При этом напряжение распределяется по виткам 10 равномерно с одинаковым напряжением на каждом витке и с линейно возрастающим напряжением Ll между витком и кожухом.

При действии на высоковольтный вывод 5 напряжения различной формы (промьппленной частоты 50 Гц, испытательной частоты 225 и 400 Гц, грозовые полные и срезанные импульсы, коммутационные полные и срезанные импульсы) отношение U„ /U5 — постоянное.

Это сокращает на ЗОБ продолжительность испытаний, так как не требует проверки отношения 0 ц J 0

Делитель можно устанавливать вблизи испытательного и испытуемого оборудования, что позволяет уменьшить площадь испытательного стенда.

Формула изобретения

Делитель напряжения, содержащий последовательно соединенные конденсаторы, состоящие иэ изолированных металлических обкладок и образуюI щие цепь с высоковольтным и низковольтными выводами, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности деления напряжения, он снабжен кожухом с размещенными в нем последовательно соединенными конденсаторами, при этом высоковольт. ный вывод подключен к средней об lO кладке, а низковольтные выводы подключены к крайним обкладкам цепи конденсаторов, обкладки каждого иэ которых размещены со смещением относительно обкладок соседних кон-

15 денсаторов, с увеличивающимся количеством обкладок и величиной перекрытия в зависимости от порядкового номера конденсатора при отсчете от ниэковолЬтного вывода к высоковольт20 ному.

7 8

12! 1816 и>

Фиг. 4

Фиг. «7

Составитель А. Салынский

Техред М.Гергель Корректор Л. Пилипенко

Редактор Л. Кастран

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 647/57 Тираж 644 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5