Электростатический вольтметр

(! !) 630588

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Са!ав Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.02.76 (21) 2319546/18-21 (51) М. Кл."G 01R 5/28 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.10.78. Бюллетень ¹ 40 (45) Дата опубликования описания 21.09.78 (53) УДК 621.317.7 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

И. А. Нефедьев (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ВОЛЬТМЕТР

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для точного измерения высокого напряжения постоянного и переменного тока и для применения в качестве образцовых приборов при поверке и аттестации высоковольтных измерительных приборов и устройств, в том числе делителей напряжения постоянного тока при номинальном напряжении, а также делителей и измерительных трансформаторов напряжения при номинальном напряжении в широком диапазоне частот.

Известно устройство для точного измерения высокого напряжения постоянного и переменного тока, состоящее из двухэлсктродиой плоскопараллельиой системы с чувствительным элементом в виде притягивающего диска и изменяющимся расстоянием между электродами, расположенными в всртикальIIOlf ПЛОСКОСТИ> В КОТОРОМ ИИЗ1:,ОВОЛЬТПЫИ (заземленный) электрод оснащен тензодатчиками и нуль-индикатором, служащими для определения момента компенсации электростатической силы, отклоняющей подвижной диск механической силой, вызванной действием подвешенного груза известной массы (1).

Недостаток этого устройства состоит в невысокой точности измерения высокого напряжения, что в основном обусловлено иизким порогом чувствительности нулевого устройства и высокой напряженностью поля между электродами.

Известен также электростатический вольтметр, состоящий из подвижного и неподвижного дисковых электродов, расположенных один над другим, электромагнитов с обмотками возбуждения, управления и магиитопроводами, генератора, фазовращате1J;Ia, выпрямителя и частотомера, в котором подвижной диск подвешен»а гибких растяжках, а Выходы генератора один последовательно, а другой через фазовращатсль и выпрямитель соединены с обмотками элск15 тромапштов, и к выходу генератора подкл!очеп частотомер (2).

Точность этого устройства невысока из-3J низкой чувствительности нулевого устройства.

2О Целью изобретения является повышение точности измерения высокого напряжения постоянного и переменного тока.

Поставленная цель достигается тем, что в электростатическом вольтметре, состоя25 щсм из подВижпого и псподВижного дисковых электродов, расположсlllll lx один пад другим, электроA:àãllèòoâ с обмотками возбуждения, управления и магиитопроводами, генератора, фазовращателя, выпрямителя, 30 частотомера, в котором подвижной диск

630588

55 подвешен на гибких растяжках, а выходы генератора один непосредственно, а другой через фазовращатель и выпрямитель соединены с обмотками электромагнитов, и к выходу генератора подключен частотомер, подвижной электрод выполнен в виде стакана, растяжки расположены в плоскости дна стакана и стенки стакана охвачены магнитопроводами электромагнитов.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 дан разрез электромеханической системы.

Устройство представляет собой двухэлектродную плоскопараллельную систему, состоящую из высоковольтного неподвижного электрода 1 с закругленными краями, низковольтного (заземленного) подвижного электрода 2, представляющего собой тонкостенный алюминиевый диск с загнутыми краями (стакан), который подвешен на взаимно перпендикулярных горизонтальных растяжках 3, пружинок 4, к которым прикреплены наружные концы растяжек 3, защитного кольца 5 с закрученными краями, магнитопроводов б и 7, обмоток 8, 9, крестовины 10, на которой укреплены пружинки 4 и магнитопроводы 6 и 7, платформы 11, генератора 12, фазовращателя 13 на 90, выпрямителя 14, частотомера 15, вольтметра

10. Электрод 2, подвешенный на растяжках

3 и охваченный магнитопроводами б и 7 с управляемыми обмотками 8 и обмотками 9 возбуждения образуют электромеханический резонатор крутильных колебаний. (еператор 12, фазовращатель 13 и выпрямитель 14 составляют возбудитель крутильных колебаний. Электрод 2 и средняя часть крестовины 10 образуют воздушный демпфер, предотвращающий поперечные колебания диска. Электроды 1, 2 и защитное кольцо 5 выполнены полированными.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемое напряжение подводится к высоковольтному электроду 1 и корпусу приоора, с которым электрически соединен низковольтный электрод 2.

В момент компенсации веса низковольтного электрода 2 силой электростатического взаимодействия между электродами собственная частота его крутильных колебаний становится минимальной.

Колеблющийся вращающий момент создается с помощью генератора 12, частотозадающей цепью которого являются обмотки 8. Обмотки 9 подключены к выходу ге1О

4Î

45 нератора 12 через фазовращатель 13 на 90 и выпрямитель 14. Обмотки 8 питаются синусопдальным током, обмотки 9 — пульсирующим током, сдвинутым относительно тока в обмотках 8 на 90 .

Переменный и пульсирующий токи создают соответственно переменный и пульсирующий магнитные потоки, направленные перпендикулярно к загнутым краям электрода

2. Пронизывая электрод 2, они индуцируют в нем вихревые токи. Взаимодействие потоков с токами в электроде 2 вызывает его крутильные колебания. С уменьшением частоты крутильных колебаний электрода 2, вызванным уменьшением напряжения гибких растяжек 3, индуктивное сопротивление обмотки управления возрастает, что эквивалентно параллельному колебательному контуру. На резонансной частоте сопротивление обмотки управления и напряжения на ней становятся максимальными.

Изменяя расстояние между электродами

1 и 2 до получения максимальной амплитуды и минимальной частоты крутильпых колебаний электрода 2, которые определяются по частотомеру 15 и вольтметру 1б, находят напряжение, приложенное к электроду 1.

Формула изобретения

Электростатический вольтметр, состоящий из подвижного и неподвижного дисковых электродов, расположенных один над другим, электромагнитов с обмотками возбуждения, управления, и магнитопроводами, генератора, фазовращателя, выпрямителя, частотомера, в котором подвижной диск подвешен на гибких растяжках, а выходы генератора один непосредственно, а другой через фазовращатель и выпрямитель соединены с обмотками электромагнитов, и к выходу генератора подключен частотомер, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, подвижной электрод выполнен в виде стакана, растяжки расположены в плоскости дна стакана и стенки стакана охвачены магнитопроводами электромагнитов, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Векслер Ii. С. Измерительные приборы с электростатическими механизмами. Л., «Энергия», 1974, с. 80, рис. 3 — 17,6.

2. Новицкий П. В. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками. Л., «Энергия», 1970, с. 110, рис. 4 — 1.

630588

Ри г, 7 2 У йиг Л

Составитель Ф. Цареградский

Текред С, Антипенко

Корректоры: В. Дод и Л. Денискина

Редактор Т. Рыбалова

Подписнос

Типогра >пи, пр. Сапунова, 2

Заказ 1817/12 Изд. № 686 Тираж 1080

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская паб., д. 4/5