Высоковольтный измерительный делитель напряжения

 

Изобретение относится к высоковольтной измерительной технике и может быть использовано в радиотехнике , системах автоматизированного управления и регулирования высокого напряжения, в электроэнергетике, а также для метрологического обеспечения выпуска и эксплуатации измерительных приборов высокого напряжения . Делитель содержит цепь последовательно соединенньпс резисторов 1 и 2, высоковольтный электрод 3 и заземленный , соединенный с корпусом электрод 4. Электроды 3 и 4 закреплены на изоляционном основании 5, поверхность которого профилирована по определенному закону. Изобретение обеспечивает повьшение точности измерений и снижение массогабаритных параметров . Это достигается путем выполнения распределения электрического поля в межэлектродном пространстве эквипотенциальным токовому распределению потенциала в цепи резистора. Точность измерений по сравнению с прототипом повьшается в два-три раза . 2 ил. СП оо го СП 00 05 4 Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„.Я0„„13253 4 (5D 4 G 01 P 15/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиа 1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3916515/24 — 21 (22) 26.06.85 (46) 23.07.87. Бюл. № 27 (71) Киевский политехнический инсти— тут им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции и Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро реле и автоматики (72) В.А.Бржезицкий, М.Е.Иерусалимов, А. Р. Проценко, В. Б. Вильнер, В. В. Захарченко и А.Н.Вакульчик (53) 621.316.722.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 585448, кл. G 01 R 15/04, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 868598, кл. G 01 R 15/04, 1980. (54) B! ICOKOBOSIbTHbIA ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ

ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к высоковольтной измерительной технике и может быть использовано в радиотех— нике, системах автоматизированного управления и регулирования высокого напряжения, в электроэнергетике, а также для метрологического обеспечения выпуска и эксплуатации измерительных приборов высокого напряжения. Делитель содержит цепь последовательно соединенньгс резисторов 1 и

2, высоковольтный электрод 3 и заземленный, соединенный с корпусом электрод 4. Электроды 3 и 4 закреплены на изоляционном основании 5, поверхность которого профилирована по определенному закону. Изобретение обеспечивает повышение точности измерений и снижение массогабаритных параметров. Это достигается путем выполне— ния распределения электрического поля в межэлектродном пространстве эквипотенциальным токовому распределению потенциала в цепи резистора.

Точность измерений по сравнению с прототипом повышается в два-три раза. 2 ил.

1 13

Изобретение относится к высоковольтной измерительной технике и может быть кспользовав:о в радиотех-нике, в системах автоматизированного управления и регулирования высокого напряжения, в электроэнергетике и электротехнике, а также для метрологического обеспечения выпуска и эксплуатации измерительных приборов высокого напряжения.

Цель изоаретения — повышение I-o÷ ности измерений и снижение массогабаритных параметров пу..ем выполнения распределения электрического поля в межэлектродном пространстве эквипотенциальным токовому распределению потенциала в цепи резистора, чта существенно уменьшает емкастные токи,, габариты электродов., делает последние неподвижными.

Кроме того, обеспечивается возможность создания универсального делителя с повышенной в сравнении к извесT ным в 2-3 раза точностью измерений независ.имо от формы измеряемого нап— ряжения.

На фкг.1 изображена схема располо— жения узлов делителя напряжения; на фиг.2 — схема замещения для расчета распределепия потенциала в циэлектрике изоляционного основания.

Делитель напряжения (фиг.1) содержит цепь последовательно соединенных резистивных элементов 1 и 2, при этом высоковольтное плечо делителя может быть, например, выполнено из провода, имеющега высокое удельное сопротивление„ ипи является цепью резистивных, емкостных и индуктивньх сопротивлений, закрепленных на изоляционном основании, Делитель также содержкт вы— соКоВо.IBTíblé электрод 3 и заземляемый (саециняемый с корпусом) электрод 4. Электроды 3 и 4 делителя удерживаются изоляционным основанием 5, поверхность которого профилирована по определенному закону. Материалом изоляционного основания могут быть диэлектрики с высоким значением относительной диэлектрической проницае— мости,, например текстолит, стеклотекстолит„ ультрафарфор (E =- 7-9), а также различные видь: радиокерамики.

Изоляционное основание мажет иметь на своей поверхности палугроводящее покрытий. Б зависимости от формы электродов, типа применяемого диэлектрика и профиля его поверхности распределение электрического потенциала по цепи проводящих элементов или более сложное, cooòBåòñòBóþùåå в общем случае распределению, задаваемому изменением сопратквлений элементов цепи и ее пространственной формы.

Согласование "токового" распределения потенциала по цепи проводящих элементoE3 с распределением потенциала в межэлектродном пространстве, определяемым зарядами электродов и диэлектрика, должно производиться на основании расчета картины поля или адэкватных ему методов.

Для распределения потенциала в изоляционном основании делителя, при предполо>кении, что толщина стенки его много меньше высоты делителя, схему замещения диэлектрика можно представить сог IGcblo фиг.2, где

3< — заземляемый, З вЂ” высоковольт26 ный электроды делителя; b(r) — поперечный размер толщина изоляционного основания.

Потенциал электрода 3„ принимается равным нулю, а электрода З

30 И„=-О,„ е . Распределение напряжения

1вФ

0 в основании 7 будет определяться соотношением U = U (Z) <, при этом зависимость U (Z) определяется распределением удельной продогьной

35 емкости l((Z) цлэлектрика а также удельных поперечных (г огонных ) емкостей С,, (7), <". (Z) соответственно на электроды З„и Э„.. Направляя токи I, I), I, согласна фи".2, их баланс для точкк Л мажет быть представлен в виде (i +di) +ai, = -ьс(,, (2) или dl = d l.l с(1

Значения d (, щим образом: определяются следую2

<,„d 7е

d1., = U„.,Z) <.>

41 = (11 „,,tJ0

Значение тока < равно

d„11ш ) ., 1 -С)+ (5) (Отсюда d i =- ---- - dZ

25364 2 в межэлектрадном пространстве делителя может быть обеспечено линейное

132536

d u(z) ИлиdI = (Д22

d u (2) dк

+ ----) dZ т (м )+ )

dZe (6) Подставляя (3), (4) и (6) в (2) и производя необходимые сокращения, получают

10 где 7 — высота изоляционного осно— вания.

В результате интегрирования выражения (8) следует:

d 0„,(2) d Ut(2) dK

К +------- .--dZ dZ dZ

U (Z) ф— (11,„- U (Z)j- С,. ()

К(2) = К(о) + (С +

С ) 2 dZ-1 C dZ

Для общего случая изменения С, (Z), а также при учете конечного значения

С (Z) профилирование диэлектрика должно производиться в соответствии с зависимостью его площади поперечного сечения S от высоты, получаемой из из (9):

С ) Z dZ-7 C2 dz, (10) 0

5 + E- . E-1 (С, + о где Я вЂ” площадь поперечного остова на уровне электрода Э, .

Определение С, (Z) С (Z) и профилирование изоляционного остова может ным сечением, площадь которого определяется следующим соотношением:

З0 5(Z)=S1+Eî Еа (С,+Сг)242- 0 С 12 о производиться с применением методов расчета электрических полей на ЭВМ, а также физического и математического моделирования. где площадь поперечного сечения изоляционного основания на уровне заземленного электрода, м относительная диэлектрическая проницаемость материала изоляционного основания; абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума, равная 8,854 -10, ф/м; распределенные емкости между изоляционным основанием и заземленным высоковольтным электродом соответственно, <Ь/м; коорд

0 формула изобретения

Высоковольтный измерительный дели— тель напряжения, содержащий закрепленные на торцах изоляционного основания цилиндрической формы высоко— вольтный и заземленный электроды и

Р

"а

С1,С2 расположенные между ними последовательно соединенные резистивные элементы с линейным распределением потенциала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и снижения массогабаритных характеристик, изоляционное основание выполнено с изменяющимсяпопереч45 вания, м.

Из выражения (7) определяют условие равномерного распрецеления нап— ряжения в слое диэлектрика. Для этого подставляя в (71 соотношение

И (7) = ---- 7, получают

Бп

dK

dZ (С + С ) Z — IC

)

1325364

Э2

Составитель 1О.Волков

Корректор E.1?oøêo

Редактор А.Козориз Техред З.Kapav

Заказ 3101/39 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная,4