ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ РЕЗИСТИВНЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к области электрических измерений и может быть использована в электроэнергетике и электротехнической промышленности, в измерительной технике высоких напряжений.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Высоковольтные делители напряжения предназначены для обеспечения трансформации величины первичного измеряемого высокого напряжения к пропорциональной величине низкого (вторичного) напряжения. Указанные делители, обеспечивающие, в том числе, выполнение измерений высоких напряжений постоянного тока, в своей простейшей форме состоят из двух последовательных резисторов: один с высоким значением сопротивления (высоковольтное плечо), другой с более низким значением сопротивления (низковольтное плечо). В ряде случаев высоковольтное плечо делителя может заменяться резистивной цепью, выполненной в виде цепочки из N последовательно соединенных высокоомных резисторов, либо цепью из R-C-r блоков [1], где каждый из указанных блоков содержит в себе высокоомный резистор R, а также конденсатор C с низкоомным демпфирующим резистором г (для расширения полосы пропускания делителя и обеспечения возможности измерений делителем напряжений переменного тока). Для обеспечения высокого сопротивления резисторов высоковольтного плеча (с целью, в частности, снижения величины рассеиваемой резисторами мощности) указанные резисторы выполняются, как правило, из микропровода, обладающего большим удельным сопротивлением на единицу длины, либо на основе пленочных технологий (см. [2] или, например, [3]).
Известен высоковольтный делитель напряжений [1], выбранный в качестве прототипа полезной модели. Указанный делитель напряжений содержит в себе изоляционную цилиндрическую оболочку, внутри которой содержатся последовательно соединенные R-C-r блоки высоковольтного плеча. При этом свободное пространство внутри цилиндрической оболочки делителя заполнено сыпучим диэлектриком с размером частиц (100-600) мкм (напр., кварцевым песком или мелом), который обеспечивает необходимую электрическую прочность и защиту от разбрызгивания металла при возникновении дуговых разрядов в высоковольтном плече делителя. Недостатком указанного делителя является подверженность резисторов в составе R-C-r блоков высоковольтного плеча механическому воздействию со стороны частиц сыпучего диэлектрика, в частности, царапанию острыми краями указанных частиц. При этом в случае, если указанные резисторы выполняются на основе микропровода или пленочной технологии, токопроводящие элементы данных резисторов располагаются, как правило, на внешних поверхностях изолирующих (диэлектрических) оснований резисторов (см. [2]), и поэтому указанные токопроводящие элементы подвержены повреждению со стороны частиц сыпучего диэлектрика в процессе эксплуатации делителя. Для исключения указанного повреждения токопроводящих элементов в процессе эксплуатации делителя требуется обеспечение дополнительной защиты токопроводящих элементов, например, покрытие каждого резистора толстым слоем лака или, например, опрессовка резистора в пластмассу и т.п., что в целом усложняет процесс изготовления резисторов и, соответственно, делителей, выполняемых на базе указанных резисторов.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в повышении технологичности изготовления высоковольтного резистивного делителя напряжения и в повышении устойчивости делителя к механическим воздействиям в процессе эксплуатации.
Поставленная задача решается за счет того, что в высоковольтном резистивном делителе напряжения, содержащем заземленный и высоковольтный электроды и расположенные между ними последовательно соединенные низковольтное плечо, содержащее в себе, по меньшей мере, один резистор, и высоковольтное плечо, содержащее в себе, по меньшей мере, один резистор, помещенное в изоляционный цилиндр, заполненный сыпучим диэлектриком, электропроводящие элементы резисторов высоковольтного плеча делителя размещены на внутренних поверхностях трубчатых изолирующих оснований указанных резисторов.
В результате размещения электропроводящих элементов резисторов высоковольтного плеча делителя на внутренних поверхностях трубчатых изолирующих оснований резисторов обеспечивается защита электропроводящих элементов резисторов высоковольтного плеча от повреждений острыми краями частиц сыпучего диэлектрика, в частности, при механических воздействиях (вибрациях, ударах и т.п.) на делитель, что обеспечивает в процессе эксплуатации делителя сохранение стабильности величины электрического сопротивления и других электрических параметров резисторов высоковольтного плеча, повышая, таким образом, устойчивость делителя к механическим воздействиям. При этом исключается необходимость в обеспечении дополнительной защиты электропроводящих элементов резисторов от механических воздействий частиц сыпучего диэлектрика (напр., покрытие резисторов толстым слоем лака, дополнительная запрессовка резисторов в пластмассу и т.п.), что упрощает процесс изготовления резисторов и, соответственно, делителей на их основе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 изображена конструкция предлагаемого высоковольтного резистивного делителя напряжения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Предлагаемый высоковольтный делитель напряжения (см. фиг. 1) содержит в себе высоковольтный и заземленный электроды 1 и 2, основание 3, низковольтное плечо 4, выходной низковольтный разъем 5, высоковольтное плечо, содержащее в себе, по меньшей мере, один высокоомный резистор, помещенное внутрь изоляционного цилиндра 6, ограниченного сверху и снизу шайбами 7 и 8. Внутреннее пространство изоляционного цилиндра 6 (ограниченное сверху и снизу шайбами 7 и 8) заполнено сыпучим диэлектриком 9. Изолирующая прокладка 10 обеспечивает изоляцию провода, связывающего высоковольтное плечо с низковольтным плечом 4, от заземляющего электрода 2. Каждый из высокоомных резисторов в составе высоковольтного плеча резистивного делителя выполнен на трубчатом диэлектрическом основании 11 и содержит в себе контактные узлы 12, выводы 13, и электропроводящие элементы 14, нанесенные на внутреннюю поверхность трубчатого цилиндрического основания 11 резистора. Электропроводящие элементы 14 резисторов на внутренней поверхности цилиндрического основания 11 могут быть выполнены, например, по тонкопленочной технологии с последующий юстировкой сопротивления проводящего слоя резистора высокоточной нарезкой продольных изолирующих полос на внутренней поверхности цилиндрического основания 11, выполняемой, например, посредством луча квантового генератора [2]. Обеспечиваемое плотное прилегание контактных узлов 12 резистора к трубчатому основанию И исключает попадание в полость трубчатого основания И частиц сыпучего диэлектрика 9 снаружи, исключая, таким образом, механическое воздействие частиц сыпучего диэлектрика на электропроводящие элементы резистора (в т.ч. царапание, и соответственно, повреждение электропроводящих элементов острыми краями частиц сыпучего диэлектрика). Наряду с этим, трубчатые цилиндрические основания 11 резисторов ввиду их значительной толщины обеспечивают долговременную устойчивость к истиранию частицами сыпучего диэлектрика, находящегося во внутреннем пространстве изоляционного цилиндра 6 при механических воздействиях на делитель напряжения (вибрациях, ударах и т.п.) в процессе эксплуатации, обеспечивая, таким образом, даже более надежную и долговременную защиту резистора от внешних воздействий, чем покрытие резистора лаком, а также исключает необходимость в дополнительной защите резистора, например, посредством дополнительной опрессовки резистора в пластмассу, что упрощает технологию изготовления резисторов, и соответственно, делителей напряжения, выполняемых на основе указанных резисторов.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
[1] Патент на изобретение RU №2529597, МПК G01R 15/00, приоритет от 30.01.2013.
[2] Мартюшов К.И., Зайцев Ю.В. «Технология производства резисторов» / Учебн. пособие, М., «Высш. школа», 1972.
[3] Патентная заявка US №2013/0342227 A1; Int. C1. H01C 1/00, G01R 19/00; Pub. Date: Dec. 26, 2013.