SU119925A1

SU119925A1 - Electrostatic instrument for measuring high voltages

Info

Publication number: SU119925A1
Application number: SU610470A
Authority: SU
Inventors: М.Н. Ефимовский; Н.В. Щербак
Original assignee: М.Н. Ефимовский; Н.В. Щербак
Priority date: 1958-10-27
Filing date: 1958-10-27
Publication date: 1958-11-30

Description

Обычно Примен емые электростатические приборы дл измерени высоких напр жений содержат систему неподвижных электродов, к которым подводитс измер емое напр жение, и подвижный элемент из электроизол ционного материала, вращающийс под действием «ионного ветра, создаваемого стекающими с электродов электрическими зар дами .Commonly used electrostatic instruments for measuring high voltages contain a system of stationary electrodes, to which the measured voltage is supplied, and a movable element made of electrically insulating material, rotating under the action of an ionic wind generated by electric charges flowing down from the electrodes.

Подвижный элемент предлагаемого прибора выполнен в виде полого цилиндра (ротора) из изол ционного матфиала, имеющего внутри металлическую обкладку, а неподвижные электроды-в виде заостренных пластин, расположенных под углом к поверхности цилиндра. Такое выполнение прибора позвол ет повысить верхние пределы измер емого напр жени .The movable element of the proposed device is made in the form of a hollow cylinder (rotor) of an insulating mafial with a metal lining inside, and stationary electrodes are in the form of pointed plates arranged at an angle to the surface of the cylinder. Such an embodiment of the device makes it possible to increase the upper limits of the measured voltage.

На фиг. 1 изображен общий вид описываемого прибора; на фиг. 2- поперечный разрез ротора; на фиг. 3-схема взаимодействи ротора с пластинчатыми электродами.FIG. 1 shows a general view of the described device; in fig. 2- cross section of the rotor; in fig. 3-diagram of the interaction of the rotor with plate electrodes.

На эбонитовом основании 1 закреплен измерительный механизм. Подвижной системой его вл етс ротор-эбонитовый полый цилиндр 2 с верхней и нижней крышками. Внутренн часть цилиндра оклеена алюминиевой фольгой. Ротор закреплен на оси 5 со стрелкой 4 грузиками 5 и противодействуюп ей пружиной 6. Керны оси наход тс в агатовых подп тниках, которые прикрепл ютс к кронштейну 7 и к основанию . Неподвижной частью прибора вл ютс электроды-неподвижные пластины 8, к которым через .клеммы 9 подводитс высокое напр жение. Успокоение прибора--воздущное: в нижней части оси имеютс лопасти 10, которые вращаютс вместе со стрелкой в отсеках камеры. Шкала прибора проградуирована на 6 кв.On the ebony base 1 is fixed measuring mechanism. Its movable system is a rotor-ebonite hollow cylinder 2 with upper and lower covers. The inside of the cylinder is covered with aluminum foil. The rotor is fixed on the axis 5 with the arrow 4 by weights 5 and opposing the spring 6. The core cores are located in agate baffles that are attached to the bracket 7 and to the base. The fixed part of the device is the electrodes-fixed plates 8, to which, through terminals 9, a high voltage is applied. The comfort of the device is air: in the lower part of the axis there are blades 10, which rotate with the arrow in the compartments of the chamber. The scale of the device is graduated by 6 square meters.

Принцип действи описываемого прибора основан на взаимодействии пол ризованного ротора с полем пластин-электродов и на использо№ 119925The principle of operation of the described device is based on the interaction of the polarized rotor with the field of the plate-electrodes and the use of # 119925

вании кинетической энергии ионов. При подключении высокого напр жени к электродам между пластинами будет неравномерное электрическое поле. Неравномерность электрического пол обусловлена тем, что пластины имеют острые кра и между ними находитс кольцевой слой металлической обкладки ротора (фиг. 2), который экранирует поле. Наличие такого пол и высокой разности потенциалов между пластинами обусловливает самосто тельный коронный разр д с образованием свет щегос сло у краев пластин. Вследствие этого электроны и ионы воздуха приобретают значительные скорости и при столкновении с молекулами увеличивают число свободных ионов. Эти лавины ионов движутс к электродам, образу большие давлени . Так ка-к пластины направлены по касательной к ротору, то лавины ионов здар ютс в боковую поверхность и создают вращающий момент.kinetic energy of ions. When high voltage is connected to the electrodes, there will be an uneven electric field between the plates. The non-uniformity of the electric field is due to the fact that the plates have sharp edges and between them is an annular layer of the metal rotor plate (Fig. 2), which shields the field. The presence of such a floor and a high potential difference between the plates causes an independent corona discharge with the formation of a light layer at the edges of the plates. As a result, the electrons and ions of the air acquire significant speeds and, when colliding with molecules, increase the number of free ions. These avalanches of ions move toward the electrodes, forming large pressures. As the plates are tangential to the rotor, then avalanches of ions are created in the lateral surface and create a torque.

Второй причиной создани вращающего момента вл етс пол ризаци диэлектрика ротора. Вследствие этого на поверхности ротора, наход щейс в какой-то момент времени против отрицательно зар женной пластины, возникают положительные св занные зар ды, а против положительно зар женной пластины-отрицательные св занные зар ды . Между пластинами и ротором действуют силы п.рит жени . Как видно из фиг. 3, какой угодно малый участок поверхности ротора, расположенный на одинаковом рассто нии справа и слева от нормали N, обладает различным взаимодействием с пластиной. Так, на участке Л5 имеем меньшую величину взаимодействи , чем на таком же участке /A.SI. ,В результате по витс тангенциальна составл юща сил, направленна нротив часовой стрелки, котора заставит вращатьс ротор. Сила этого взаимодействи должна зависеть от свойств диэлектрика. Очевидно , что при изготовлении ротора из пол рных диэлектриков будет иметь место больщий вращающий момент, чем при изготовлении из непол рных диэлектриков. Однако применение сильнопол рных диэлектриков , например сегнетоэлектриков,как матер|иала дл изготовлени ротора, желаемого эффекта не даст, так как эти диэлектрики имеют значительную проводимость и небольшую велич1ину напр жени поверхностного перекрыти .The second reason for the creation of torque is the polarization of the rotor dielectric. As a consequence, on the surface of the rotor, at some point in time, against a negatively charged plate, positive associated charges appear, and against a positively charged plate, negative associated charges occur. There are forces between the plates and the rotor. As can be seen from FIG. 3, an arbitrarily small part of the rotor surface, located at the same distance to the right and left of the normal N, has a different interaction with the plate. So, in section L5, we have a smaller interaction value than in the same section /A.SI. As a result, there is a tangential component of forces, directed counterclockwise, which will cause the rotor to rotate. The strength of this interaction should depend on the properties of the dielectric. It is obvious that in the manufacture of a rotor from polar dielectrics there will be a greater torque than in the manufacture of non-polar dielectrics. However, the use of highly polar dielectrics, such as ferroelectrics, as a material for the manufacture of a rotor, will not give the desired effect, since these dielectrics have significant conductivity and a small value of surface overlap voltage.

Предмет изобретени Subject invention

Электростатический прибор дл измерени высоких напр жений, содержащий систему неподвижных электродов, к которым подводитс измер емое напр жение, и подвижный элемент из электроизол ционного материала, вращающийс под действием «ионного ветра, создаваемого стекающими с электродов электрическими зар дами, отличающ и и с тем, что, с целью повышени верхних пределов измер емого напр жени , подвижный элемент выполнен в виде полого цилиндра, имеющего внутри металлическую заземленную обкладку, а неподвижные электроды выполнены в виде заостренных пластин, расположенных под углом к поверхности цилиндра.An electrostatic device for measuring high voltages, containing a system of stationary electrodes, to which a measured voltage is supplied, and a movable element made of electrically insulating material, rotating under the action of an "ionic wind, an electric charge flowing down from the electrodes, and that, in order to increase the upper limits of the measured voltage, the movable element is made in the form of a hollow cylinder having a grounded metal inside, and the fixed electrodes are made in the form pointed plates at an angle to the surface of the cylinder.