ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ С ТРЕХМЕРНОЙ СЕТЧАТОЙ СТРУКТУРОЙ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ПЛЕЧА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к делителям напряжения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны различные конструкции и способы изготовления делителей напряжения.
Например, известен способ изготовления делителя напряжения, основанный на выполнении резистивного элемента высоковольтного плеча делителя в форме однородной электропроводной среды, равномерно заполняющей пространство между высоковольтным электродом и электродом, гальванически связанным с общей точкой делителя [1]. В вышеуказанном способе резистивный элемент в форме однородной резистивной композиции с конечной твердой фазой заполняет пространство внутри заземленного электростатического экрана, содержащего внутри себя также высоковольтный и низковольтный (связанный с общей точкой делителя) электроды. Недостатком делителя, реализованного в соответствии с вышеуказанным способом, является высокая материалоемкость (в частности, использование большого количества резистивного элемента) делителя.
Известен резистивный делитель напряжения [2], содержащий соединенные последовательно первый и второй резистор, где каждый из указанных резисторов выполнен в виде совокупности дорожек из резистивного пленочного материала, нанесенных на изоляционное цилиндрическое основание методом прямой печати.
Известны также делители, в которых высоковольтное плечо выполняется в форме дорожек или слоев из резистивного материала, наносимых на изолирующее основание с использованием толстопленочных технологий. К указанным делителям относятся, например, высоковольтные делители напряжения от производителя Nicrom Electronic (Швейцария), включая высоковольтные делители напряжения серий 300 и 600 [3].
Известны также делители, в которых высоковольтное плечо выполняется в форме проволочного резистора, наматываемого на цилиндрическое изоляционное основание. К указанным делителям относится, например, делитель [4]. Делитель [4] выбран в качестве прототипа полезной модели.
Общим недостатком делителей [2]–[4] является использование конструктивных элементов изоляционных оснований (корпусов, подложек и т.п.), что придает делителю высокую материалоемкость.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Техническим результатом применения полезной модели является снижение массы, материалоемкости делителя напряжения и повышение устойчивости делителя напряжения к вибрации.
Предложенный делитель напряжения содержит в себе высоковольтное плечо, подключенное к высоковольтному электроду делителя с одной стороны и к измерительному выходу делителя с другой стороны. При этом, в отличие от прототипа, в предложенном делителе напряжения высоковольтное плечо выполнено в виде трехмерной сетчатой структуры, состоящей из прямых упругих ребер из проводящего электрический ток материала. При этом проводящие ребра соединяются в узлах сетки, образуя непрерывную резистивную цепь высоковольтного плеча делителя.
Достижение заявленного технического результата обеспечивается за счет следующих факторов:
– в отличие от прототипа и других аналогов, высоковольтная часть делителя не содержит в себе формообразующих конструктивных элементов. Для поддержки формы используются самонесущие ребра, что позволяет снизить массу и материалоемкость делителя;
– сетка из упругих ребер, представляющая высоковольтное плечо делителя, обеспечивает гашение прилагаемых внешних вибраций, поскольку ребра сетки обладают возможностью упруго деформироваться. В связи с этим достигается большая устойчивость делителя к вибрациям по сравнению с аналогами.
В частном случае допускается дополнительное наличие в составе сетки высоковольтного плеча делителя упругих ребер из непроводящего электрический ток (диэлектрического) материала. Указанные ребра из непроводящего материала соединяются в узлах сетки с ребрами из проводящего материала и друг с другом, представляя собой формообразующий элемент, придающий сетке дополнительную механическую прочность и, таким образом, повышающий устойчивость делителя к вибрациям. При этом определенное количество указанных ребер из непроводящего материала, дополнительно введенных в конструкцию сетки, позволяет при незначительном увеличении материалоемкости делителя (в части расходования непроводящего материала) значительно повысить устойчивость делителя к вибрациям.
В другом частном случае полезной модели упругие ребра сетки могут представлять собой полые трубки. При этом обеспечивается дополнительное снижение массы и материалоемкости делителя.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 приведён частный пример выполнения высоковольтного плеча заявленного делителя в виде трехмерной сетки, вид с объемной перспективой.
На фиг.2 приведён частный пример выполнения высоковольтного плеча заявленного делителя в виде трехмерной сетки, вид сбоку.
На фиг.3 приведён частный пример выполнения высоковольтного плеча заявленного делителя в виде трехмерной сетки, вид сверху.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
В варианте осуществления полезной модели высоковольтное плечо делителя в виде упругой сетки может быть выполнено таким образом (см. фиг.1 и фиг.2), что ребра сетки образуют вертикальные плоские шестиугольники, симметричные относительно вертикальной оси, проходящей через диагональ шестиугольника. При этом в горизонтальном сечении вышеуказанные шестиугольники образуют правильные четырехугольники (см. фиг. 3).
Делитель с высоковольтным плечом в вышеуказанном варианте осуществления полезной модели может быть получен способом 3D-печати. При этом в частном случае, когда допускается наличие непроводящих (диэлектрических) ребер сетки, для изготовления высоковольтного плеча делителя может использоваться одновременная печать двумя материалами. При этом, соответственно, ребра, входящие в резистивную цепь, печатаются проводящим материалом, а ребра, обеспечивающие поддержку, печатаются диэлектрическим материалом.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР на изобретение № 1167509 (15.07.1985. Бюл. № 26).
2. Патент США № US 9299484 (“Resistive structure and resistive voltage divider arrangement”, 3/2016, Hozoi et al.).
3. Электронный каталог «High Performance Thick Film Resistors. GENERAL CATALOG 2004» на сайте производителя Nicrom Electronic (www.nicrom-electronic.com).
4. Авторское свидетельство СССР на изобретение № 1104441 (23.07.1984. Бюл. № 27).