SU790030A1

SU790030A1 - Vacuum capacitive voltage divider

Info

Publication number: SU790030A1
Application number: SU782673167A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Николаевич Смирнов; Владимир Михайлович Сидоров
Original assignee: Предприятие П/Я А-3816
Priority date: 1978-09-04
Filing date: 1978-09-04
Publication date: 1980-12-23

Description

(54) ВАКУУМНЫЙ ЕМКОСТНОЙ ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЙ(54) VACUUM CAPACITIVE VOLTAGE DIVIDER

1one

Изобретение относитс к электронной технике, в частности к электровакуумным приборам, и может быть использовано дл комплектовани электронных киловольтметров, высоковольт- 5 ных зондов, высоковольтных осциллографов , а также примен тьс в высоковольтных цеп х мощных электро- и радиотехнических устройств дл настройки и контрол режимов цепей и ОThe invention relates to electronic equipment, in particular, to electrovacuum devices, and can be used for picking up electronic kilovoltmeters, high-voltage probes, high-voltage oscillographs, and also used in high-voltage circuits of powerful electrical and radio devices for tuning and controlling circuit modes and about

формирующих блоков.forming blocks.

Известны-вакуумные емкостные делители напр жений, состо щие из двух последовательно соединенных конденсаторов (высоковольтного и низковольтно.5Known-vacuum capacitive voltage dividers, consisting of two series-connected capacitors (high voltage and low voltage. 5

то), размещенных в единой электроизол ционной металлодиэлектрическойThis), placed in a single electrically insulating metal-dielectric

оболочке flj. shell flj.

К недостаткам известных конденсаторов следует отнести узкий диапа- 20 зон измерений.The disadvantages of the known capacitors include a narrow range of measurements.

Наиболее близким предлагаемому по технической сущности вл етс вакуумный емкостной делитель напр жени , содержащий два последовательно соеди-25 ненных конденсатора; один из которых образован высокопотенциальным цилиндрическим электродом и коаксиальным низкопотенциальным электродом, а .второй образован заземленным цилинд- ЗО The closest to the technical essence is a vacuum capacitive voltage divider containing two series-connected capacitors; one of which is formed by a high-potential cylindrical electrode and a coaxial low-potential electrode, and the second is formed by a grounded cylinder.

ром и размещенным внутри него низкопотенциальным электродом 2j .rum and a low-potential electrode 2j located inside it.

Один из основных параметров известного делител - коэффициент делени - определ етс отношением емкостей высоковольтного конденсатора к низковольтному. Понизить это отношение , с тем чтобы расширить пределы измерени амплитуд высоких напр жений , не представл етс возможным без увеличени емкости низковольтного конденсатора, а увеличение этой емкости, в свою очередэ, св зано с .увеличением габ.аритных размеров и повышением собственной индуктивности делител , сужающей полосу пропускани ч&стот. Наличие указанных недостатков конструкции известного , делител не обеспечивает надежного экранировани низковольтного конденсатора от воздействи мощных электромагнитных полей, чем ограничиваютс пределы измерений высоких напр жений из-за наводимых на низковольтный кон-денсатор элект-ромагнитных помех.One of the main parameters of the known divider, the division factor, is determined by the ratio of the capacitors of the high-voltage capacitor to the low-voltage one. Reducing this ratio in order to expand the limits of measuring the amplitudes of high voltages is not possible without increasing the capacitance of the low-voltage capacitor, and increasing this capacitance, in turn, is associated with increasing the overall dimensions and increasing the inductance of the divider, narrowing bandwidth h & The presence of these drawbacks of the known divider design does not provide reliable shielding of the low-voltage capacitor from exposure to powerful electromagnetic fields, which limits the measurement of high voltages due to electromagnetic interference induced by the low-voltage capacitor.

Цель изобретени - расширение пределов измерени .The purpose of the invention is to expand the limits of measurement.

Указанна цель достигаетс тем, что известный вакуумный емкостной делитель напр жений, содержащий два последовательно соединенных конденсатора , один из которых образован высокопотенциальным цилиндрическим электродом икоаксиальным низкопотенциальным электродом, а второй заземленным цилиндром и размещенным внутри него ниэкопотенцкальным электродом , снабжен двум системами цилиндрических электродов, размещенных между высокопотенциальным и низкопотенциальным электродами, причем элек троды одной системы электричес и со единены между собой и заземлены, а электроды другой системы изолированы друг от друга диэлектрическими втулками, при этом электроды одной системы размещены между электродами другой.На чертеже представлена конструкци четырехкаскадного вакуумного емкостного делител напр жений. Устройство содержит диэлектричес кую оболочку 1 вакуумноплотно соеди ненную с высоковольтным цилиндричес ким электродом 2 посредством переходных деталей 3. Коаксиально электроду 2 расположен охватывающий его низкрпотенциальный цилиндрический электрод 4 и образующий с ним емкость высоковольтный конденсатор с емкостью Сц первого каскада делите л , а низковольтный конденсатор это го каскада с емкостью cj образован электродом 4 и охватывающим его цилиндром 5. Некоторую долю емкости низковольтного конденсатора вносит оазделительна диэлектрическа втул ка б , размещенна между отбортованны ми част ми электродов 4 и 5. Высоко вольтна емкость второго каскада cj образована разделител ьной диэлек трической втулкой 7, установленной между отбортованными част ми цилиндрических электродов 4 и 8, а низко вольтна емкость этого каскада С об разована боковой цилиндрической поверхностью электрода 8,и электродами 9 и 10 . Высоковбльтный конденсатор третьего каскада с емкостью С образован диэлектрической втулкой 11 , размещенной между отбортованными част ми электродов 8 и 12, низко вольтный конденсатор с емкостью боковой цилиндрической поверхностью электрода 12 и электродами 10 и 13. Высоковольтный конденсатор четверто го каскада с емкостью с4 образован диэлектрической втулкой 14, размещенной между отбортованными част ми электродов 12 и 15, а низковольтный конденсатор с емкостью С - боковым цилиндрическими поверхност ми электродов 13 и 15 и внутренней поверхностью корпуса делител 16. Электро 15 содержит центральное цанговое гнездо 17 под штекер коаксиальйого кабел . Это гнездо совместно с цанговыми отростками основани 18 обра зует коаксиальный разъем делител дл его стыковки с измерительным прибором. Между основанием 18 и гнездом 17 размещено вакуумплотное диэлектрическое кольцо 19, а само основание 18 вакуумплотно соединено с корпусом 16 и заземлено. Дл обеспечени откачки воздуха из полости, в которой размещены электроды 8, 9, 10,12, 13 и 15 в основании 18 выполнены четыре радиальных-паза 20, а в центральной зоне электрода 15 имеетс четыре отверсти 21. Входное гнездо 22 служит дл подключени высоковольтного кабел , которое одновременно вл етс предохранительным колпачком дл ште гел . С переходными детал ми 3 электрически соединен противокоронный венец 23. Делитель работает следующим образом . Входное напр жение J, подаваемое на входное гнездо 22, оказываетс прилох енным к первому каскаду делител , между высоковольтным электродом 2 и заземленным им цилиндром 5. Это напр жение делитс первым каскадом в отношении обратно пропорциональном величинам емкостей высоковольтного и низковольтного конденсаторов , т, е. уменьшаетс вСц/с раз. Поделенное таким образом напр жение с низковольтного конденсатора первого каскада подаетс на второй каскад (прикладываетс между электродом 4 и электродами 9 и 10, однопотенциальными с заземленным корпусом 16) . Аналогично первому каскаду второй каскад делит приложенное напр жение в отношении, обратно пропорциональном величинам емкостей высоковольтного и низковольтного конденсаторов второго каскада, т. е. уменьшает входное напр жение еще в СУ/СИ раз. Поделенное напр жение с низковольтного конденсатора второго каскада подаетс на третий каска.д, ме оду электродом 8 и электродами 10 и 13 и т, д. Окончательно поделенное выходное напр жение U-ggj.снимаетс между цанговьм .гнездом 17 и основанием 18. Таким образом/ выходное напр жение Ugy,,, уменьшаетс относительно входного в соответствии с зависимостью Ufly- К, оь o о Со, , гпе ir -2----Е-- -. - .o оь oj общий коэффициент делени четырехкаскадного емкостного делител на- .пр жений. Наведенна на низковольтный конденсатор; электромагнитна помеха от мощных полей делитс последующими каскадами в соответствии с их коэффициентами делени . В случае упом нутого двухкаскадногО делител помеха уменьшаетс в 70,7 раза, в случае трехкаскадного делител (в 17,1)2- 292 раза, чтоThis goal is achieved by the fact that the well-known vacuum capacitive voltage divider containing two series-connected capacitors, one of which is formed by a high-potential cylindrical electrode and a coaxial low-potential electrode, and the second is a grounded cylinder and a ni-ecopotential electrode placed inside it, equipped with two systems of cylindrical electrodes placed between the high-potential and low-potential electrodes, and the electrodes of one system are electrically and connected between themselves and grounded, and the electrodes of the other system are isolated from each other by dielectric bushings, while the electrodes of one system are placed between the electrodes of the other. The drawing shows the design of a four-stage vacuum capacitive voltage divider. The device contains a dielectric shell 1 vacuum-tightly connected to a high-voltage cylindrical electrode 2 by means of transitional parts 3. Coaxially to electrode 2 there is a low-voltage cylindrical electrode 4 enclosing it and a high-voltage capacitor with capacitance Сst of the first cascade separating it and a low-voltage capacitor a cascade with a capacitance cj is formed by an electrode 4 and a cylinder 5 enclosing it. A fractional capacitance of a low-voltage capacitor is introduced by an separating diel. An electrical sleeve b, located between the flanged portions of electrodes 4 and 5. The high voltage capacitance of the second cascade cj is formed by a separating dielectric plug 7 installed between the flanged portions of the cylindrical electrodes 4 and 8, and the low volt capacitance of this cascade C is formed the lateral cylindrical surface of the electrode 8, and the electrodes 9 and 10. The high capacitance capacitor of the third stage with capacitance C is formed by a dielectric sleeve 11 placed between the flanged portions of electrodes 8 and 12, a low-voltage capacitor with a capacitance lateral cylindrical surface of the electrode 12 and electrodes 10 and 13. The high-voltage capacitor of the fourth stage with capacitance c4 is formed by a dielectric sleeve 14 placed between the flanged portions of the electrodes 12 and 15, and the low-voltage capacitor with capacitance C - the lateral cylindrical surfaces of the electrodes 13 and 15 and the inner surface The housing divider 16. Electro 15 contains a central collet socket 17 for the plug of the coaxial cable. This socket, together with the collet processes of the base 18, forms a coaxial splitter connector for mating with the measuring device. A vacuum tight dielectric ring 19 is placed between the base 18 and the socket 17, and the base 18 itself is vacuum connected to the housing 16 and grounded. To ensure that air is pumped out of the cavity in which electrodes 8, 9, 10, 12, 13, and 15 are placed, four radial grooves 20 are made in base 18, and four holes 21 are located in the central area of electrode 15. Input socket 22 serves to connect high-voltage the cable, which is also a protective cap for a gel plug. With transitional parts 3, the anti-corona crown 23 is electrically connected. The divider operates as follows. The input voltage J supplied to the input socket 22 is applied to the first stage of the divider between the high voltage electrode 2 and the cylinder 5 grounded by it. This voltage is divided by the first stage in terms of inverse proportional to the values of the capacitors of the high voltage and low voltage capacitors, t, e. decreases in sc / s times. The voltage thus divided from the low-voltage capacitor of the first stage is supplied to the second stage (applied between electrode 4 and electrodes 9 and 10, one-potential with grounded housing 16). Similarly to the first cascade, the second cascade divides the applied voltage in a ratio inversely proportional to the capacitances of the high-voltage and low-voltage capacitors of the second cascade, i.e., reduces the input voltage by SU / SI again. The divided voltage from the low-voltage capacitor of the second stage is supplied to the third stage, d, medium by electrode 8 and electrodes 10, 13, and so on. Finally, the divided output voltage U-ggj is removed between collet slot 17 and base 18. Thus / output voltage Ugy ,,, decreases relative to the input voltage in accordance with the dependence Ufly-K, oo o Co,, gpe ir -2 ---- E-- -. - .o oj oj is the total division factor of the four-stage capacitive voltage divider. Induced to low voltage capacitor; electromagnetic interference from powerful fields is divided by subsequent cascades in accordance with their division factors. In the case of the two-stage OO splitter, the interference is reduced by 70.7 times, in the case of the three-stage splitter (17.1), 2–2 times, that

Claims

Claim

A vacuum capacitive voltage divider _t containing two series-connected capacitors, one of which is formed by a high-potential cylindrical electrode and a coaxial nieko-potential electrode, and the second is formed by a grounded cylinder and a nieko-potential electrode placed inside it, characterized in that, in order to expand the limits of measurement, it equipped with two systems of cylindrical electrodes placed between high potential and low potential electrodes, moreover, the electrodes of one system emy elektriches4Q ki interconnected and grounded, and the other electrodes of the system are isolated from each other by dielectric sleeves, wherein the one electrode system arranged between the other electrodes. ·

15 Sources of information taken into account in the examination

1. Buts V.P. et al. Vacuum capacitors. L., Energy, 1971, p. 122-127.

20 2. Czechoslovak Patent No. 103743, cl. 21 g 10/02, 1962 (prototype).

ВНИИПИ Order 9046/52 Circulation 844 Subscription

Branch of PPP Patent, Uzhhorod, st. Project, 4