FI106226B - Resistiivinen jänniteanturi - Google Patents

Description

1 106226

Resistiivinen jänniteanturi

Keksinnön ala

Resistiivinen jänniteanturi käytettäväksi erityisesti keski- ja/tai 5 suurjännitemittauksiin ja järjestettäväksi ensiövirtajohtimen lävistämään eristävää väliainetta käsittävään tilaan, esimerkiksi jonkin tyyppisen eristimen yhteyteen, joka jänniteanturi käsittää jännitejakajan koostuen ylävastuksesta ja ala-vastuksesta. Jännitteenjakoon perustuvassa jänniteanturissa ylävastus on kiinnitetty esimerkiksi elektrodilla mitattavassa jännitteessä olevaan kompo-10 nenttiin, esimerkiksi ensiövirtajohtimeen, ja ylävastuksen tehtävänä on saada aikaiseksi tarvittava jännitteen alenema, kun taas alavastus kiinnittyy ensimmäisestä päästään ylävastukseen ja toisesta päästään maapotentiaaliin. Jännitteen mittaus suoritetaan alavastuksen yli ja jännite on verrannollinen ylä- ja alavastuksen resistanssien suhteeseen.

15

Keksinnön tausta

Edeltävän mukaisesti esillä olevan keksinnön kohteena on resistiivinen jännitteenjakoon perustuva jänniteanturi, jonka soveltuvin käyttökohde on keski- ja suurjännitemittaukset. Anturi on sovitettu jonkin esimerkiksi keski-20 tai suurjännitekojeiston yhteydessä käytettävän komponentin, kuten tuki- tai läpivientieristimen, yhdistelmäanturin, katkaisijan osan tai vastaavan yhtey-teen. Anturia voidaan käyttää sekä sisä- että ulkoasennusten yhteydessä. Seuraavassa keksintöä kuvataan tukieristimeen yhdistettynä, sillä tämä to- ... teutusmuoto lienee keksinnön sovellettavuutta havainnollisesti esittävä käyt- • · · 'l..' 25 tökohde.

• · · ’·* ’ Perinteisesti sähkönjakelutekniikassa keski- ja suurjännitealueen virta- ja jännitemittauksiin on käytetty virta- ja jännitemuuntajia. Ne ovat kui- ··· tenkin yleensä kooltaan suurikokoisia sekä painavia ja näin hankalia integroi- da muiden komponenttien yhteyteen. Erityisesti häiriötilanteissa virtamuunta- .·*·, 30 jien mittaustarkkuus heikkenee olennaisesti muuntajasydämen kyllästymisen • · - ”t\: takia. Muuntajien lisäksi on olemassa jännitteenmittausmenetelmiä, jotka pe- « « . rustuvat resistiivisiin jännitejakajiin, kapasitiivisiin jännitejakajiin ja optisiin an- tureihin.

··"’·’ Lisääntyvät vaatimukset mittausantureiden paremmasta mittaus- 35 tarkkuudesta puoltavat mahdollisimman puhtaasti resistiivisten elementtien 2 106226 käyttöä anturien jännitteenmittauskomponentteina. Resistiivisten elementtien ja mittausmenetelmien tarkkuus on parempi vaaditulla jännitealueella ja taajuuden suhteen verrattuna kapasitiivisiin mittausmenetelmiin.

Ennestään tunnetaan ratkaisuja, joissa resistiivinen jännitejakoon 5 perustuva jänniteanturi on integroitu esimerkiksi eristimen yhteyteen. Näissä ratkaisuissa jännitejakajan ylävastus on yleensä toteutettu käyttämällä kor-keajännitevastusta. Ongelmaksi näissä ratkaisuissa muodostuu korkeajännite-vastuksen suuri koko, korkea hinta, jäykkä rakenne ja sauvamainen muoto, joka vaikeuttaa jännitejakajan integrointia muiden komponenttien yhteyteen.

10 Ongelmia aiheuttaa myös tällaisen ratkaisun jännitelujuus. Jännitejakajan vastukset muodostavat valuhartsieristeen sisään jännitejakajan mittaisen kanavan, jossa vastuksen ja eristeen rajapintaan syntyy epäjatkuvuuskohta. Rajapinnassa saattaa tapahtua ajan mittaan pieniä sähköisiä osittaispurkauksia, jotka aiheuttavat sen, että valuhartsiin syntyy onkalolta, jotka heikentävät 15 eristeen eristyskykyä ja saattavat luoda kanavan ylilyönneille häiriötilanteissa.

Olemassa olevien ratkaisuiden ongelma on usein jännitejakajan käsittävän jännitteenmittausanturin epäedullinen muoto, jonka seurauksena mittausanturin sovittaminen jonkin toisen komponentin, kuten tukieristimen, yhteyteen kasvattaa tarpeettoman paljon komponentin kokoa tai haittaa sen 20 edullista muotoilua. Pyrkimys on jatkuvasti pienempiin ja integroidumpiin komponentteihin. Toiseksi, jännitelujuuden tulee olla riittävän hyvä komponenteil-: la, joiden käyttöikä on tyypillisesti kymmenien vuosien mittainen. Tästä syystä eristeainevahvuuksien tulee olla riittäviä ja mahdolliset sähköiset epäjatku-'·**· vuuskohdat rakenteissa minimoida. Kolmanneksi, mittaustarkkuudelle asetetut ·:*·: 25 vaatimukset kasvavat, jolloin mahdollisimman puhtaasti resistiivinen mittau- santuri antaa laajalla taajuuskaistalla tarkan mittaustuloksen eikä ole herkkä ympäristön häiriöille. Neljänneksi, tunnetut mittamuuntajiin tai korkeajännite-vastuksiin perustuvat jännitteenmittausratkaisut ovat hinnaltaan kalliita. Vii-..... denneksi, suurjännitevastus on rakenteeltaan jäykkä ja sen lämpölaajenemis- 30 kerroin poikkeaa valuhartsin lämpölaajenemiskertoimesta, mikä aiheuttaa va-*:** luhartsiin jännityksiä. Kuudenneksi, valuhartsin kutistuminen valun jälkeen ja lisäksi ajan mittaan saavat aikaan jännityksiä suurjännitevastuksen ja hartsin ·:*·: rajapinnassa.

• « « • a · «M • · • « « « · 3 106226

Keksinnön lyhyt selostus

Keksinnön tarkoituksena on toteuttaa resistiiviseen jännitejakajaan perustuva jänniteanturi siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistuiksi. Tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä resistiivisellä jänniteantu-5 rilla, jolle on tunnusomaista, että jännitejakajan ylä- ja alavastus käsittävät vastusketjun, joka on järjestetty ensiövirtajohtimen ympärille eristävää väliainetta käsittävään tilaan oleellisesti spiraalimaiseen muotoon.

Keksinnön edulliset suoritusmuodot on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

10 Keksintö perustuu siihen, että valmistamalla jännitejakajan ylävas- tus yhdestä tai useammasta resistiivistä materiaalia olevasta elementistä, edullisesti esimerkiksi pienjännitevastuksista, ja liittämällä elementit toisiinsa, eli ketjuttamalla, tarvittavan resistanssin toteuttavaksi kokonaisuudeksi saadaan nauhamainen vastusketju, joka voidaan sovittaa eristemateriaalia olevan 15 komponentin, kuten tukieristimen yhteyteen. Tämä vastusketju taivutetaan tu-kieristimen ulkomittoihin nähden edullisen mittaisiksi vastussarjoiksi, jotka järjestetään - laskostetaan - toistensa kanssa rinnakkain. Näin muodostuva laskostettu vastusketju muotoillaan läpivientieristimen ensiövirtajohtimen ympärille läpivientieristimen poikkileikkauksen suunnasta katsottuna spiraalin 20 muotoon siten, että jännitejakajan ylävastuksen ensimmäinen pää kiinnitetään elektrodilla mitattavassa jännitteessä olevaan ensiövirtajohtimeen ja toinen • · *·* [ pää kiinnitetään elektrodilla jännitejakajan alavastukseen. Alavastuksen toinen : pää taas kiinnitetään elektrodilla maapotentiaaliin.

Järjestämällä jännitejakajan muodostava vastusketju ensiövirtajoh- 25 timen ympärille eristävään väliaineeseen oleellisesti spiraalimaiseen muotoon :T: siten, että vastusketjun jokaisen kohdan resistiivisesti jakautunut potentiaali on :*·*: oleellisesti yhtä suuri eristävän väliaineen sähkökentän vastaavan kohdan ka- pasitiivisesti jakautuneen potentiaalin kanssa saadaan aikaan tarkka, pieniko- .···. koinen ja häiriösietoinen jännitteenmittausanturi, joka voidaan sovittaa tu- • · 30 kieristimen yhteyteen. Jänniteanturin rakennetta kutsutaan nimityksellä *:* diskreetti laskostettu jännitejakajarakenne tukieristimessä. Lisäksi jänniteantu- • · · rin pieni koko mahdollistaa myös muiden mittausantureiden sovittamisen sa- ”*"· man tukieristimen yhteyteen ilman, että eristimen koko olennaisesti kasvaa.

, Kun jännitejakaja rakennetaan sarjaankytketyistä erillisistä vas- • « · 35 tuselementeistä, siitä tulee rakenteeltaan helposti muotoiltava ja joustava.

• · *** Etuna tästä seuraa, että anturin kokoa ja muotoa voidaan muuttaa joustavasti, 4 106226 kun anturi sovitetaan tukieristimen tai muun vastaavan komponentin yhteyteen. Kun käytetään mahdollisimman puhtaasti resistiivisiä komponentteja ja järjestetään vastusketju spiraalin muotoon patenttivaatimusten esittämällä tavalla, minimoidaan kapasitiivisten ja induktiivisten ympäristötekijöiden vaikutus 5 anturiin.

Diskreetin laskostetun jännitejakajarakenteen etuna voidaan myös mainita, että tällaisen rakenteen joustavuus ja sitä kautta mekaaninen kestävyys on jäykkiä sauvamaisia vastusrakenteita olennaisesti parempi. Laskostetun jännitejakajarakenteen nauhamainen vastusketju kestää hyvin valuhart-10 sin kutistumisen valun jälkeen samoin kuin lämpötilanvaihteluiden aiheuttaman lämpölaajenemisen jännitejakajalle aiheuttamat jännitykset.

Käytettäessä pienjännitevastuksia etuna on, että keksinnön mukaisesta anturista tulee halpa. Pienjännitevastuksia on tarjolla usealta valmistajalta useissa tarkkuus-, laatu- ja hintaluokissa, jolloin voidaan helposti valmis-15 taa vaadittavat ominaisuudet omaavia antureita valitsemalla niiden komponentit kulloistenkin vaatimusten mukaan. Jos vaatimuksena on valmistaa erityisen pienikokoinen jänniteanturi, niin keksinnön mukainen anturi voidaan edullisesti toteuttaa myös käyttämällä pintaliitosvastuksia.

Keksinnön mukaisen jänniteanturin ylä- ja alavastusten vastuskom-20 ponentit on järjestetty ensiövirtajohtimen kanssa yhdensuuntaisiksi. Tästä seuraa, että kelamaisia rakenteita käsittävien vastuselementtien yksittäisten sil-'·* ’ mukoiden muodostamat tasot ovat yhdensuuntaiset kohtisuorassa ensiövirta- johtimessa kulkevan virran aiheuttaman magneettikentän kanssa, jolloin mag-neettikentän vastuselementissä aiheuttamat häiriöt minimoituvat, mistä etuna *:*·: 25 anturin tarkkuus paranee ja häiriöherkkyys vähenee.

:T: Jännitejakajan ylä- ja alavastuksen vastuselementit on järjestetty yhden tai useampia peräkkäisiä vastuselementtejä käsittäviksi vastussarjoiksi, jotka on taivutettu toistensa kanssa rinnakkain ja ensiövirtajohtimen kanssa ...·. yhdensuuntaisiksi. Tällainen järjestely mahdollistaa anturin muotoilun edulli- • · 30 sesti sen komponentin mukaan, jonka yhteyteen anturi sovitetaan säilyttäen *:*’ kuitenkin anturin tarkkuus ja pieni koko.

·»·

Kun erillisistä vastuselementeistä muodostuvat vastussarjat on tu- ·:··: ettu ensiövirtajohtimen poikittaissuunnasta katsottuna spiraalin muotoon en- . siövirtajohtimen ympärille tarvittaessa eristävästä materiaalista valmistetulla » « « ”1^ 35 spiraalimaisella tukirakenteella, etuna on, että vastusketjun optimaaliseksi suunniteltu spiraalimainen rakenne saadaan säilymään myös anturin valmis- 5 106226 tusprosessin yhteydessä, kun anturi valetaan eristemateriaaliin, kuten valu-hartsiin, sovitettaessa se toisen komponentin yhteyteen. Tukirakenteen eriste-aineeseen muodostaman kanavan - ryömintämatkan - pituutta voidaan säätää myös merkittävästi tukirakenteen edullisella muotoilulla. Kun ryömintämatka 5 on eristeaineisen kappaleen ensiövirtajohdinta vasten tukeutuvan sisäpinnan ja kappaleen ulkopinnan välistä sädettä olennaisesti pidempi ja lisäksi vastus-ketjua tukeva spiraalimainen tukirakenne on muotoiltu siten, että ryömintämatka kahden rinnakkaisen vastussarjan välillä tukirakenteen pintaa pitkin on olennaisesti kahden rinnakkaisen vastuselementin välistä etäisyyttä pidempi, 10 saavutetaan rakenteella hyvä jännitelujuus, ja siten anturin tehokas käyttöikä pitenee merkittävästi.

Kun keksinnön mukaisen jännitejakajan ylä- ja alavastukset käsittävä spiraalimainen vastusketju on järjestetty lisäksi kierteeksi ensiövirtajohti-men ympärille, voidaan sellaisissa rakenteissa, joissa pitkäomainen anturin 15 muoto on edullinen, saada lisää joustavuutta anturin muotoiluun toisen komponentin yhteyteen.

Kytkemällä jännitejakajan alavastuksen kanssa rinnakkain kapasitii-vinen komponentti, joka on mitoitettu anturilta vaadittavien ominaisuuksien ja suunnitellun käyttöympäristön mukaisesti, voidaan kompensoida merkittävästi 20 vastuselementtien ja ensiövirtajohtimen välisen ja vastuselementtien välisten hajakapasitanssien sekä induktanssin vaikutuksia ja näin parantaa anturin *·’ | taajuusominaisuuksia ja tarkkuutta. Hajakapasitanssin ja ympäristön aiheutta- mien häiriöiden vaikutusta anturin mittaustarkkuuteen voidaan lisäksi edulli-sesti vähentää siten, että anturin liitinelektrodit on muotoiltu toimimaan sähkö- ·:··: 25 kentänohjaimina.

• · · • · · • · · • · · • · · ** ’ Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin eräiden keksinnön edullisten '“f suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joissa • · 30 kuvio 1 esittää poikittaissuuntaisen halkileikkauksen keksinnön esimerkinomaiseksi suoritusmuodoksi otetusta tukieristimestä, johon on sovi-; · · tettu spiraalimaiseksi muotoiltu resistiivinen jänniteanturi, *. kuvio 2 esittää kuvion 1 tukieristimen ja siihen sovitetun jännitean- *: j:'‘ turin pitkittäissuuntaisen halkileikkauksen, • ♦ • · • · · κ 106226 kuvio 3Α esittää kuvion 1 ja 2 jänniteanturin muodostavan vastus-ketjun erään edullisen laskosrakenteen sekä vastukset vaadittuun spiraali-muotoon tukevan tukirakenteen nähtynä pitkittäissuunnasta ja kuvio 3B esittää kuvion 3A rakenteen poikittaissuunnasta nähtynä.

5

Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Kuvioissa 1 ja 2 esitetään eräs keksinnön mukaisen resistiivisen jänniteanturin suoritusmuoto. Kyseisessä suoritusmuodossa anturi on sovitettu tukieristimen yhteyteen. Eristin käsittää rungon, jonka sisässä on eristävää 10 väliainetta käsittävä tila 1. Eristävä väliaine on edullisesti valuhartsia, mutta se voi olla myös kaasua. Rungon lävistää sylinterimäinen ensiövirtajohdin 2. En-siövirtajohdin 2 on kyseiselle jännitealueelle ominaisessa jännitteessä ja keksinnön mukaisella anturilla tapahtuva jännitteenmittaus kohdistuu ensiövirta-johtimen 2 jännitteeseen. Eristimen rungossa on eristimen käyttötarkoituksen 15 mukaan mahdollisesti useita kerroksia.

Keksinnön mukainen jännitteenjakoon perustuva jänniteanturi on toiminnaltaan jännitejakaja käsittäen ylävastuksen ja alavastuksen muodostavan vastusketjun. Ylävastuksen tehtävänä on saada aikaiseksi tarvittava jännitteen alenema, kun taas alavastus toimii mittauselementtinä, jonka yli jän-20 niiteen mittaus suoritetaan. Mitattava jännite on verrannollinen ylä-ja alavas-v : tuksen resistanssien suhteeseen. Ylävastus on kiinnitetty esimerkiksi elektro- dii la 3 ensimmäisestä päästään ensiövirtajohtimeen 2 ja toisesta päästään *:··: alavastukseen. Alavastus taas kiinnitetään ensimmäisestä päästään ylävas- ·:··: tukseen ja toisesta päästään elektrodilla 4 maapotentiaaliin. Alavastuksen ja 25 ylävastuksen välissä on lisäksi kolmas elektrodi, josta saadaan jännitteenmit-taussignaali.

Kuviossa 1 keksinnön mukainen jänniteanturi on sovitettu eristimen ... ensiövirtajohtimeen 2 välittömässä kontaktissa olevaan eristekerrokseen *::: eristemateriaalin sisäpinnan 8 ja ulkopinnan 9 väliseen tilaan. Tämän eriste- • · ·:** 30 kerroksen vahvuus - sisäpinnan 8 ja ulkopinnan 9 välinen säde - on 20 kV:n :***: laitteissa edullisesti esimerkiksi 20 mm. Kuvion 1 halkileikkauskuvassa eristi- *: “: men poikittaissuunnasta nähdään jänniteanturin muodostavan vastusketjun 6 \ spiraalimainen muoto. Kuviossa 2 taasen nähdään jänniteanturin muodosta- V::' van vastusketjun 6 asemointi ja rakenne eristimen halkileikkauksena pitkittäis- • · *···' 35 suunnassa ensiövirtajohtimen 2 ympärillä.

7 106226

Kuviosta 3A nähdään, että keksinnön mukainen diskreetti resistiivi-nen jänniteanturi edullisesti koostuu peräkkäisistä elektroniikassa käytetyistä pienjännitevastuselementeistä 5 muodostaen näin vastusketjun 6. 20 kV laitteissa jännitejakajan ylävastus voi edullisesti muodostua esimerkiksi 100 vas-5 tuksen vastusketjusta, jossa kunkin vastuksen resistanssi on 1 ΜΩ, joten ylä-vastuksen kokonaisresistanssi on 100 ΜΩ. Alavastuksen resistanssi voi edullisesti olla esimerkiksi 10 kn.

Kuviossa 3A on esitetty esimerkki vastusketjun 6 taivutuksesta. Laskostamisella tarkoitetaan vastusketjun 6 taivuttamista siten, että vastus-10 ketjusta muodostetaan yhden tai useamman peräkkäisen vastuselementin mittaisia vastussarjoja - suoritusmuodon mukaisessa toteutuksessa peräkkäisiä vastuselementtejä on kaksi - jotka taivutetaan rinnakkaisiksi laskoksiksi, ja näin muodostetun nauhamaisen rakenteen pituus on merkittävästi lyhyempi kuin suorana olevan vastusketjun pituus. Kuvion 1 ja 2 perusteella nähdään, 15 miten edellä mainitulla tavalla muodostettu jänniteanturi kierretään jännitteisen ensiövirtajohtimen 2 ympärille.

Keksinnön mukaiselle jänniteanturille on tunnusomaista sen spiraalimainen muoto ensiövirtajohtimen 2 ympärillä. Suoritusmuodon mukaisessa eristinrakenteessa laskostettu vastusketju 6 kierretään spiraalimaisesti eristin-20 rakenteen ensiövirtajohtimen 2 ympärille. Keksinnön mukaisessa jänniteanturissa vastusketju 6 muotoillaan siten, että jännitejakajan muodostavan vastus- • · ketjun 6 kunkin kohdan potentiaali on sama tai lähes sama kuin tukieristinra-kenteen eristemateriaalin vastaavan kohdan kapasitiivisen jännitejakautuman potentiaali.

25 Laskostetun vastusketjun 6 optimaalinen spiraalimainen rata eris- :T: teessä ensiövirtajohtimen 2 ympärillä voidaan muodostaa matemaattisesti.

:*·*: Ensiövirtajohdinta 2 ympäröivän sähkökentän voimakkuus eristekerroksen eristemateriaalin sisäpinnan 8 ja ulkopinnan 9 välisessä tilassa pisteessä r on • · · • · 30 Er = - dvr/ dr,

• * III

··· • · · missä r on sylinteripinnan säde mitattuna ensiövirtajohtimen 2 keskipisteestä ja Vr sähkökentän potentiaali eristekerroksen eristemateriaalin vastaavassa . !·. pisteessä. Integroimalla r:n suhteen ::: 35 • · • ·

III

e 106226 r

Vr = -J E *dr r0 5 saadaan optimaalisen radan säteelle r seuraava mallinnus [ (U * ln(r0) - In (r0 / n ) * Vr) / U ] r = e, 10 missä U on ensiövirtajohtimen 2 jännite, r0 eristimen ulkovaipan 9 säde ja n eristimen sisävaipan 8 säde.

Vastaavasti, jos N tarkoittaa N:nnen vastussarjan - laskoksen - sijaintia, niin [ (U * ln(r0) - In (r0 / n) * VN) / U ] 15 rN = e.

Edellä esitetty mallinnus antaa optimaalisen radan, mutta ei ota huomioon eristimen tai muun vastaavan komponentin muodon aiheuttamia rajoituksia.

20 Vastusketjun 6 rinnakkaiset vastussarjat, laskokset, pidetään toi sistaan erillään siten, että rinnakkaisten laskosten välille tulee edullisesti ai-• · · * *·* ; nakin 2 mm eristettä, kuten valuhartsia. Tarvittava eristevahvuus laskosten välillä on riippuvainen laskosten vastusten yli tapahtuvan jännitehäviön suu- ruudesta. Valettaessa jänniteanturi eristimen yhteyteen on vastusketju 6 edul- ·:*·: 25 lista tukea ketjuun eristeaineisella jäykällä tukirakenteella 7. Tukirakenne voi :T: tyypillisesti olla muovia tai valuhartsia. Tukirakenteella 7 vastusketjulle 6 saa- • daan haluttu spiraalimainen rata. Tukirakenne voidaan edullisesti muotoilla siten, että kahden rinnakkaisen tuetun laskoksen välille tulee myös tuen pin- .·♦·. taa pitkin riittävä ryömintämatka, mikä parantaa rakenteen jännitelujuutta ja * ♦ II! 30 vähentää läpilyöntiherkkyyttä.

*:** Kuvion 2 mukaisesti vastusketjun 6 vastuselementtien 5 pituusak- • · · seli tulee ensiövirtajohtimen 2 suuntaiseksi. Tällöin vastuselementin 5 päiden ·:·*: välille ei synny magneettikentän aiheuttamaa potentiaalieroa eli yksittäisissä . vastuksissa ei tapahdu niin sanottua Rogowski-ilmiötä, koska ensiövirtajohti- 35 men 2 magneettikenttä ei läpäise vastuselementeissä 5 olevia vastusmateri-*··** aalisilmukoita.

106226 9

Kuvion 2 mukaisesti jänniteanturin muodostavan vastusketjun 6 ylävastus kiinnitetään ensiövirtajohtimeen 2 elektrodilla 3. Vastusketjun 6 ala-vastus liitetään toisella elektrodilla 4 maapotentiaaliin. Ylä- ja alavastusten väliin kytketään lisäksi kolmas elektrodi, josta jännitteen mittaussignaali saadaan 5 suorittamalla mittaus tämän elektrodin ja maapotentiaaliin kiinnitetyn elektrodin 4 väliltä. Jotta jännitejakajan muodostavasta vastusketjusta 6 maahan ja ensiövirtajohtimeen 2 syntyvien hajakapasitanssien vaikutus minimoituisi ja näin jakajan vaihevirhe minimoituisi, elektrodit voidaan edullisesti muotoilla siten, että ne toimivat sähkökentänohjaimina. Tällöin elektrodien 3 muoto voi 10 olla esimerkiksi U-muotoinen.

Mikäli anturin sovittamisen kannalta - tukieristimen tai vastaavan yhteyteen - on edullista, vastusketju 6 voidaan myös muotoilla siten, että se etenee ensiövirtajohtimen 2 suunnassa ruuvikierteenomaisesti.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten vain esimerkinomai-15 seen, tukieristimen yhteyteen sovitettuun jänniteanturin suoritusmuotoon, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Tässä voidaan vielä lisäksi mainita seuraavat edellä kuvatun kek-20 sinnön sovellukset. Eristinrakenteisiin tarkoitettu keksinnön mukainen resistii-vinen jänniteanturi voidaan rakentaa yhtenäiseksi valuun sijoitettavaksi mo-*·' * duliksi käsittäen esimerkiksi sisäholkin, ulkoholkin, vastusketjun ja vastusket- jun tukirakenteen sekä tarvittavat liitynnät. Keksinnön mukaista resistiivistä jänniteanturia voidaan tietenkin käyttää muissakin kuin tukieristinrakenteissa, ·:*: 25 kuten läpivientieristimissä tai mittamuuntajan muotilla tehdyssä rakenteessa.

Keksinnön mukainen resistiivinen jänniteanturi on ajateltu sijoitettavaksi pää-asiassa valettaviin kiinteisiin eristeaineisiin, mutta se soveltuu myös ilma- tai kaasueristeisiin rakenteisiin eri jännitetasoille.

«·· ♦ * • * ··· • · · • · - · ·· · ·«· « « « « · · « « · • · • · « · «

Claims (14)

1. Resistiivinen jänniteanturi, käytettäväksi erityisesti keski- ja/tai suurjännitemittauksiin ja järjestettäväksi ensiövirtajohtimen (2) lävistämään 5 eristävää väliainetta käsittävään tilaan (1), esimerkiksi jonkin tyyppisen eristi-men yhteyteen, joka jänniteanturi käsittää jännitejakajan koostuen ylävastuk-sesta ja alavastuksesta, tunnettu siitä, että jännitejakajan ylä- ja alavas-tus käsittävät vastusketjun (6), joka on järjestetty ensiövirtajohtimen (2) ympärille eristävää väliainetta käsittävään tilaan (1) oleellisesti spiraalimaiseen 10 muotoon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jänniteanturi, tunnettu siitä, että vastusketjun (6) jokaisen kohdan resistiivisesti jakautunut potentiaali on oleellisesti yhtä suuri eristävää väliainetta käsittävässä tilassa (1) vaikuttavan sähkökentän vastaavan kohdan kapasitiivisesti jakautuneen potentiaalin 15 kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen jänniteanturi, tunnettu siitä, että vastusketju (6) käsittää yhden tai useampia erillisiä sarjaankytkettyjä vastuselementtejä (5).

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen jänniteanturi, tun-20 nettu siitä, että vastusketjun (6) vastuselementit (5) ovat pienjännitevas- v : tuksia.

5. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3 tai 4 mukainen jänniteanturi, tun-nettu siitä, että vastusketjun (6) vastuselementit (5) ovat pintaliitosvastuk- ·:··: siä.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen jänniteanturi, tunnettu siitä, että vastusketjun (6) vastuselementit (5) on järjestetty ensiövirtajohtimen (2) kanssa oleellisesti yhdensuuntaisiksi.

..... 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen jänniteanturi, lii tunnettu siitä, että vastusketjun (6) vastuselementit (5) on järjestetty yh- ·:** 30 den tai useampia peräkkäisiä vastuselementtejä (5) käsittäviksi vastussarjoiksi (10), jotka on sovitettu toistensa ja ensiövirtajohtimen (2) kanssa oleellisesti ·:··: yhdensuuntaisiksi.

. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen jänniteanturi, tunnettu siitä, että erillisistä vastuselementeistä (5) muodostuvien vastussarjojen (10) välissä ' · · · ‘ 35 on vähintään 2 millimetriä eristemateriaalia, kuten valuhartsia. 106226 11

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen jänniteanturi, tunnettu siitä, että erillisistä vastuselementeistä (5) muodostuvat vastussarjat (10) on tuettu ensiövirtajohtimen (2) poikittaissuunnasta katsottuna spiraalin muotoon ensiö-virtajohtimen (2) ympärille eristävästä materiaalista valmistetulla spiraalimai- 5 sella tukirakenteella (7).

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen jänniteanturi, tunnettu siitä, että vastusketjun (6) ja/tai sitä tukevan spiraalimaisen tukirakenteen (7) eristävään väliaineeseen (1) ensiövirtajohdinta (2) vasten tukeutuvan sisäpinnan (8) ja maapotentiaalissa olevan pinnan (9) välille muo- 10 dostuva etäisyys - ryömintämatka - on merkittävästi ensiövirtajohdinta (2) vasten tukeutuvan pinnan (8) ja kappaleen maapotentiaalissa olevan pinnan (9) välistä sädettä pidempi.

10 106226

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen jänniteanturi, tunnettu siitä, että vastusketjua (6) tukeva spiraalimainen tukirakenne (7) on muotoiltu 15 siten, että etäisyys - ryömintämatka - kahden rinnakkaisen vastussarjan (10) välillä tukirakenteen pintaa pitkin on olennaisesti kahden rinnakkaisen vas-tuselementin (5) välistä etäisyyttä pidempi.

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen jänniteanturi, tunnettu siitä, että jännitejakajan muodostava spiraalimainen vastusketju 20 (6) on järjestetty ensiövirtajohtimen (2) suunnassa eteneväksi kierteeksi en- ... siövirtajohtimen (2) ympärille.

'·’ * 13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen jänniteanturi, tunnettu siitä, että rinnan jännitejakajan alavastuksen kanssa on kytketty ‘: : kapasitiivinen komponentti. “*·: 25

14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen jänniteanturi, :T: tunnettu siitä, että anturin liitinelektrodit (3,4) on muotoiltu siten, että ne toimivat sähkökentänohjaimina. • · · • · • · • · · • · · • · ··· »·· • · • · · « * t • · · « « « « · • | a « « 12 106226