2. 20
ČeskoslovENSKÁ sociALISTICKÁ
REPUBLIKA
Třída 21 g, 10/01 - vydáno 15. září 1861 - Vyloženo 15. března 1961
PATENTNÍ SPIs č.
100966
Právo k využití vynálezu přísluší státu podle 3 odst. 6 zák. . 34/1957 Sb.
BOHDAN. KLEN a ZDENĚK KLOBOUK, oba PRAHA
Vakuový kapacitní dělič napětí
Přihlášeno 21. dubna 1960 PV 2661-60) Platnost patentu od 21. dubna 1960 .
Vynález se týká vakuového kapacitního děliče napětí, sestávajícího ze dvou kondensátorů ve
společné, vyčerpané nádobě. Kapacitních děličů napětí se používá obvykle pro měření
vysokého napětí řádu několika desítek tisíc voltů, jelikož přímé měření tak vysokého napětí
bývá velmi obtížné. Rovněž pro určitá speciální měření se s výhodou používá kapacitních děličů
napětí, a to zejména pro jejich malé rozměry. Použití kapacitního děliče napětí pro nepřímé
měření vysokého napětí je dáno vzájemným poměrem kapacit použitých kondensátorů k napětí
na nich se nacházejících.
Z dosud známých kapacitních děličů napětí jè nejdokonalejší vakuový, který je
sestaven nejméně ze dvou kondensátorů, jež jsou někdy vmontovány do společné
baňky. Nejvýhodnější dosud známé řešení využívá koaxiálního uspořádání elektrod
obou kondensátorů ve společné baňce, přičemž plocha tyčovité elektrody a válcového
pláště kolem ní tvoří jeden kondensátor a vnější plocha téhož válcového pláště s vnitřní
stěnou dalšího, tj. stínícího, válce tvoří druhý kondensátor. Přiváděné vysoké napětí se
připojuje mezi středovou tyč a vnější, tj. stínicí, válec, který bývá uzemněn. Voltmetr se
pak připojuje mezi vnější, tj. stínicí, válec a vnitřní válec a udává poměrně snížené
napětí. Uvedené uspořádání má svou přednost v tom, že sblížení elektrod dokonale
odstiňuje celý systém od okolních vlivů. Nevýhodou těchto vakuových kapacitních
děličů napětí je, že se u nich již ve výrobě vyskytují ka
3.
4. ao
2 100966
pacitní tolerance. Při případném poškození jednoho takového děliče a nutné výměně
není prakticky možné prosté nahrazení jiným vakuovým kapacitním děličem tohoto
druhu bez ohrožení přesnosti. Proto musí být pak zařízení, k němiuž vakuový kapacitní
dělič přináleží, přecejchováno. Uvedená nevýhoda se dá v praxi zmírnit paralelním
připojením proměnného kondensátoru do nízkonapěťové části vakuového kapacitního
děliče napětí, kterým lze seřídit žádaný dělicí poměr kapacit, přičemž se pro cejchování
předpokládá použití vhodného normálu napětí nebo cejchovního zařízení. Dosud
známé vakuové koaxiální děliče napětí jsou s ohledem na své konstrukční uspořádání
vhodné pro měření zhruba do 70 kV. Při vyšších napětích je nutno dělič doplnit o další
kondensátor a celé zařízení přecejchovat. Příčina je v tom, že při vyšším napětí nutno
vzdálenost mezi vysokonapěťovou elektrodou a válcovým pláštěm kolem ní zvětšit. Tím
se však zvětší i rozměry vnějšího, tj. stínicího válcového pláště, poruší se prakticky
použitelný poměr kapacit a zvětší se neúměrně mechanické rozměry celého děliče
napětí.
Vakuový kapacitní dělič napětí podle vynálezu odstraňuje výše uvedené nedostatky
novým konstrukčním uspořádáním, při němž je první z kondensátorů tvořen stavitelnou
přívodní elektrodou a protilehlou druhou elektrodou, druhý kondensátor je tvořen
vnějším válcovým pláš
těm 3 a vnitřním válcem 2, k jehož podstavě je připojena druhá protilehlá elektroda prvního
kondensátoru. -
Vynález bude blíže popsán částečně srovnávací formou se známým provedením pomocí
připojených obrazů, z nichž obr. 1 znázorňuje schéma uspořádání kapacitního děliče napětí,
obr. 2 znázorňuje uspořádání dosud používaných koaxiálních kapacitních děličů napětí, obr. 3
znázorňuje uspořádání vakuového kapacitního děliče podle vynálezu a obr. 4 znázorňuje
seřiditelné uchycení elektrody vysokého napětí podle vynálezu.
Schéma na obr. 1 znázorňuje způsob měření vysokého napětí, jež je toto: Vysoké
napětí, jež se má změřit, se přivádí na svorky , 8 kapa- citního děliče napětí, složeného
ze dvou kondensátorů 12 a 32. Svorka 7 bývá obvykle tvarována jako koule pro snížení
sršivého výboje. Na voltmetr 9 se pak přivádí část napětí, tj. , které je tím menší, čím
větší je poměr kapacit kondensátorů 12:32. Lze tedy vhodnou volbou kapacit obou
kondensátorů 12 a 32 volit násobitel, kterým se musí násobit údaj voltmetru , aby se
zjistilo napětí . Pro nastavení kapacitního poměru, který je vyjádřen celým číslem, se
připojuje obvykle do nízkonapěťové části proměnný kondensátor 91, tímto přídavným
kondensátorem se rovněž nastavuje při výměně děliče poměr kapacit na původní
hodnotu. Na obr. 2 je znázorněno koaxiální uspořádání dosud známých vakuových
kapacitních děličů napětí, kde kondensátor 12 je tvořen tyčovitou elektrodou 1 a
pláštěm 2, zatím co kondensátor C2 je tvořen pláštěm 2 a (stínicím) pláštěm . Napětí
5. U1 se připojuje mezi elektrodu vysokého napětí 1 a plášť , který je obyčejně uzemněn.
Voltmetr se připojuje mezi plášť 3 a plášť 2. Na obr. 3 je znázorněno konstrukční
uspořádání elektrod obou kondensátorů podle vynálezu. Přívod vysokého napětí 1 je
spojen s přívodní elektrodou 10, která s protilehlou druhou elektrodou 20, spojenou s
vnitřním válcovým pláštěm. 2 a umístěnou kolmo na stěnu tohoto pláště 2, tvoří
kondensátor 12. Kondensátor 32 je tvořen vnější plochou pláště 2 a s ním souběžnou
vnitřní plochou vnějšího, tj. stínicího, pláště , který je obvykle uzemněn. Je zřejmé, že
vzdálenost mezi elektrodou 10 a 20 lze měnit v širokých mezích, aniž by se podstatně
změnily venkovní rozměry tohoto vakuového kapacitního děliče napětí. Požadavek
dobrého stínění elektrody 2 je zde splněn obrubou 31 pláště 3 stejně dobře jako v
provedení podle obr. 2.
6.
7. 100
110
3 100966
Na obr. 4 je příklad seřiditelného uchycení elektrody vysokého napětí VE tvaru
tyče 1 s kapacitní elektrodou 10. Tyč 1 je opatřena jemným závitem 11, je tedy
pohyblivá v závitových drážkách 12, např. bronzo
vého pouzdra , opatřeného přírubou 50, na níž je připájena kovarová
čepička 40, která je zatavena např. do baňky 5 děliče, zhotovené např. ze skla. Při
výrobě se přesně seřídí kapacita kondensátoru 12 vhodným nastavením vzdálenosti
mezi destičkou 10 a druhou destičkou 20, spojenou s pláštěm 2, jež jsou znázorněny na
obr. 3. Pak se hrdlo 6 nádoby 5 děliče vzduchotěsně uzavře, např. zaletováním, čímž
se zároveň fixuje poloha elektrody 20 vysokého napětí a nakonec se výroba ukončí
vyčerpáním nádoby . Je zřejmé, že obdobný způsob seřiditelného uchycení elektrody
vysokého napětí je užitečný a proveditelný též u děliče, zná
.zörněného na obr. 2.
Výhodou tohoto druhu vakuových kapacitních děličů napětí je, že je možno vyrábět
je sériově tak, že u všech kusů je s dostatečnou přesností dosaženo stejného poměru
kapacit kondensátorů, což u dosavad-, ních koaxiálních vakuových děličů napětí nebylo
možné, dále umožňuje uspořádání tohoto druhu vakuových kapacitních děličů napětí
měření
napětí vyšších než 100 kV, aniž by se stal rozměrově příliš velikým.
Předmětpatentu
1. Vakuový kapacitní dělič napětí, sestávající ze dvou kondensátorů ve společné
vyčerpané nádobě, vyznačený tím, že první kondensátor 12] je tvořen přívodní
elektrodou (10) a protilehlou druhou elektrodou (20), druhý kondensátor je tvořen
vnějším válcovým pláštěm (3) a vnitřním válcovým pláštěm (2), k jehož podstavě je
připojena druhá elektroda 20] prvního kondensátoru. -
2. Vakuový kapacitní dělič napětí podle bodu 1, vyznačený tím, že vstupní částí
prvního kondensátoru (12) je vodivá tyč (1), opatřená na svém dolním konci plošnou
přívodní elektrodou (10) a po své délce závitem (11), zapadajícím do odpovídající
závitové drážky (41) pouzdra (4), spojeného s tělem nádoby (5), přičemž tato vodivá tyč
(1) je v pouzdru 4] vakuově utěsněna.
Severografia, n. p, závod 03
