×
10.05.2018
218.016.42f9

Результат интеллектуальной деятельности: ЕМКОСТНОЙ ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к технике измерений высоких импульсных напряжений и может быть использовано для регистрации высоковольтных импульсов наносекундной длительности. Технический результат: расширение эксплуатационных возможностей делителя за счет обеспечения его работы в жидком диэлектрике, в газе, находящемся под высоким давлением, и возможности изменения емкости фольгового конденсатора, а также за счет повышения технологичности его сборки и ремонта и улучшения временного разрешения. Емкостный делитель напряжения содержит металлический корпус и высоковольтное и низковольтное плечи. Высоковольтное плечо образовано емкостью между высоковольтным электродом и измерительным электродом делителя. Низковольтное плечо выполнено в виде многослойного фольгового конденсатора, причем один вывод конденсатора соединен с измерительным электродом делителя, другой вывод соединен с его герметичным корпусом. При этом корпус делителя выполнен разъемным и состоит из патрубка и крышки, в корпусе дополнительно установлен узел передачи сигнала в измерительный тракт, причем узел представляет собой однородную передающую линию, состоящую из высокочастотного разъема и пар наружных и внутренних коаксиальных проводников, соединенных с использованием цанговых контактов. В одной из пар между разъемом и измерительным электродом герметично установлен керамический диск, а высокочастотный разъем установлен в крышке. Многослойный фольговый конденсатор выполнен в виде чередующихся потенциальных и заземленных кольцевых шайб из фольги, между которыми проложены диэлектрические кольцевые шайбы. Измерительный электрод закреплен на торце патрубка, имеет Т-образное сечение и содержит дисковый участок, обращенный к высоковольтному электроду, а также стержневой выступ, подключенный к узлу передачи сигнала в измерительный тракт. Внутренняя поверхность патрубка содержит приторцевой цилиндрический участок, потенциальные шайбы надеты с натягом на стержневой выступ, а заземленные шайбы вставлены с натягом в цилиндрический участок патрубка. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике измерений высоких импульсных напряжений и может быть использовано для регистрации высоковольтных импульсов наносекундной длительности.

Известен емкостный делитель напряжения (Патент №1151095 РФ, МПК G01R 15/04. Емкостный делитель импульсов высокого напряжения наносекундной и субнаносекундной длительности. Желтов К.А., Петренко А.Н. 3530361/21. Заявлено 29.12.82. Опубликовано 20.04.1996), установленный на внешнем кондукторе высоковольтной передающей линии и содержащий высоковольтное и низковольтное плечи. Емкость конденсатора низковольтного плеча образована внутренним кондуктором (измерительным электродом делителя) низкоомной конической коаксиальной линии и заземленным внешним кондуктором передающей высоковольтной линии. Емкость конденсатора высоковольтного плеча образована плоскостью торца внутреннего кондуктора конической линии и внутренним кондуктором высоковольтной передающей линии (высоковольтным электродом).

Недостатками данного делителя являются невозможность использования его в высоковольтных устройствах с газовой изоляцией, находящейся под высоким давлением, в вакуумных камерах, а также малая длительность регистрируемых импульсов (всего несколько наносекунд).

Наиболее близким к заявляемому является емкостный делитель напряжения (Зайцев В.И., Олейник Г.М., Ямпольский И.Р. Наносекундный датчик напряжения // ПТЭ. 1984. №2. С. 109-111), содержащий герметичный корпус. Низковольтное плечо делителя содержит низкоиндуктивный фольговый конденсатор, выполненный в виде трехслойной ленты (две полосы алюминиевой фольги, разделенные фторопластовой пленкой), уложенной гармошкой за один оборот вокруг измерительного электрода. Один вывод конденсатора соединен с измерительным электродом делителя, другой вывод соединен с его корпусом. Высоковольтное плечо образовано емкостью между высоковольтным электродом и измерительным электродом делителя.

Недостатками этого делителя также является невозможность использования его в линиях с газовой изоляцией, находящейся под высоким давлением, вакуумных камерах, низкая технологичность изготовления и недостаточное временное разрешение (около 2 нс) для работ с генераторами высоковольтных импульсов длительностью менее 2 нс.

При создании данного изобретения решалась задача создания емкостного делителя высоких напряжений для регистрации наносекундных импульсов напряжения в высоковольтных устройствах с любым видом изолирующей среды.

Техническим результатом является расширение эксплуатационных возможностей делителя за счет обеспечения его работы в жидком диэлектрике, в газе, находящемся под высоким давлением, и возможности изменения емкости фольгового конденсатора, а также за счет повышения технологичности его сборки и ремонта и улучшения временного разрешения.

Дополнительным техническим результатом является повышение термостойкости делителя, что дает возможность работы делителя в условиях повышенных температур и вакуума.

Указанный технический результат достигается тем, что по сравнению с известным емкостным делителем напряжения, содержащим металлический корпус, высоковольтное и низковольтное плечи, высоковольтное плечо образовано емкостью между высоковольтным электродом и измерительным электродом делителя, низковольтное плечо выполнено в виде многослойного фольгового конденсатора, один вывод конденсатора соединен с измерительным электродом делителя, другой вывод соединен с его корпусом, корпус делителя выполнен герметичным, новым является то, что корпус делителя выполнен разъемным и состоит из патрубка и крышки, при этом в корпусе дополнительно установлен узел передачи сигнала в измерительный тракт, причем узел представляет собой однородную передающую линию, состоящую из высокочастотного разъема и пар наружных и внутренних коаксиальных проводников, соединенных с использованием цанговых контактов, а в одной из пар между разъемом и измерительным электродом герметично установлен керамический диск, высокочастотный разъем установлен в крышке, многослойный фольговый конденсатор выполнен в виде чередующихся потенциальных и заземленных кольцевых шайб из фольги, между которыми проложены диэлектрические кольцевые шайбы, измерительный электрод закреплен на торце патрубка, имеет Т-образное сечение и содержит дисковый участок, обращенный к высоковольтному электроду, а также стержневой выступ, подключенный к узлу передачи сигнала в измерительный тракт, внутренняя поверхность патрубка содержит приторцевой цилиндрический участок, потенциальные шайбы надеты с натягом на стержневой выступ, а заземленные шайбы вставлены с натягом в цилиндрический участок патрубка.

Кроме того, заземленные шайбы содержат, по меньшей мере, три радиальных выступа, радиальные выступы образованы лысками на боковой поверхности шайб.

Диэлектрические кольцевые шайбы могут быть выполнены из лавсановой пленки толщиной 0.02-0.05 мм.

Диэлектрические кольцевые шайбы могут быть выполнены из слюды толщиной 0.02-0.05 мм.

Потенциальные шайбы надеты с натягом на стержневой выступ по посадке H8/z8, и заземленные шайбы вставлены с натягом в цилиндрический участок патрубка по посадке H8/z8.

Потенциальные и заземленные шайбы выполнены из нержавеющего металла или имеют нержавеющее покрытие.

Керамический диск выполнен из корундовой керамики.

Выполнение корпуса делителя разъемным, из патрубка и крышки, позволяет расположить фольговый конденсатор низковольтного плеча в патрубке вплотную к измерительному электроду, а высокочастотный разъем и узел передачи сигнала в крышке, что дает возможность оперативно и многократно производить разборку и ремонт делителя в случае пробоя или механического повреждения изоляции и обкладок конденсатора низковольтного плеча, а также при необходимости изменять емкость конденсатора. Расположение конденсатора низковольтного плеча вплотную к измерительному электроду необходимо для обеспечения максимального временного разрешения делителя при регистрации импульсов наносекундной длительности.

Установка в корпусе дополнительного узла, представляющего собой однородную передающую линию, состоящую из высокочастотного разъема и пар наружных и внутренних коаксиальных проводников, соединенных с использованием цанговых контактов, позволяет улучшить временное разрешение за счет передачи высокочастотного регистрируемого сигнала с вывода фольгового конденсатора низковольтного плеча в измерительный тракт без искажений, а также осуществлять быстрое и качественное подключение к делителю кабелей, передающих регистрируемый сигнал на осциллограф или другое средство регистрации. При этом протяженность передающей линии может многократно превышать поперечные размеры делителя, что дает возможность размещать измерительный электрод и фольговый конденсатор низковольтного плеча в самых труднодоступных местах. Применение цанговых соединений значительно облегчает процесс разборки и сборки делителя.

Герметичная установка изолирующего керамического диска в одной из пар между разъемом и измерительным электродом обеспечивает возможность работы делителя при наличии высокого давления (до 5 МПа и выше) газового или жидкого диэлектрика со стороны измерительного электрода. Такая возможность обусловлена высокой механической прочностью, например, корундовой керамики типа ВК94-1. При этом керамический диск с припаянными к нему коаксиальными проводниками является участком передающей линии, что позволяет осуществлять передачу проходящего через него наносекундного импульса без искажений.

Наличие стержневого выступа у измерительного электрода Т-образного сечения и приторцевого цилиндрического участка патрубка дает возможность обеспечить электрическое соединение потенциальных и заземленных кольцевых шайб из фольги с измерительным электродом и корпусом делителя соответственно за счет того, что потенциальные шайбы надеты с натягом на стержневой выступ, а заземленные шайбы вставлены с натягом в цилиндрический участок патрубка. Величина натяга определяется посадкой Н8/z8, которая одновременно обеспечивает качественный контакт сопрягаемых деталей и отсутствие их заклинивания при разборке делителя. Дисковый участок измерительного электрода образует емкость между измерительным и высоковольтным электродами, достаточную для регистрации высоковольтного импульса с малым уровнем помех.

В отличие от делителя по прототипу, фольговый конденсатор содержит в качестве изоляции между обкладками диэлектрические плоские кольцевые шайбы. При сборке конденсатора шайбы подвергаются только сжатию и не испытывают усилий изгиба или другого вида деформации. Поэтому в заявляемом делителе могут применяться диэлектрические шайбы как из пластических пленок (фторопласт, лавсан, полипропилен и т.д.), так и из сравнительно хрупких материалов, например из слюды. Слюда выдерживает без разрушения высокие температуры, что позволяет применять заявляемый делитель в условиях повышенных температур и производить его отжиг для работы в условиях вакуума в ускорительных трубках или других вакуумных устройствах.

Таким образом, в данном изобретении реализуется указанный технический результат.

На фиг. 1 показана конструкция заявляемого емкостного делителя напряжения.

На фиг. 2 показана конструкция фольгового конденсатора в заявляемом емкостном делителе напряжения.

На фиг. 3 показана осциллограмма напряжения, зарегистрированная при помощи заявляемого делителя. Развертка по горизонтали - 2 нс/деление.

На чертежах обозначены следующие элементы:

1 - заземленный корпус высоковольтного устройства;

2 - высоковольтный электрод;

3 - измерительный электрод:

4 - патрубок;

5, 6 - изоляторы;

7 - дисковый торцевой участок измерительного электрода;

8 - стержневой выступ измерительного электрода;

9 - цанговый контакт;

10 - высокочастотный разъем BNC-7026;

11 - пары наружных и внутренних коаксиальных проводников;

12 - керамический диск;

13 - крышка;

14, 15, 16 - цанговые контакты:

17 - многослойный фольговый конденсатор;

18 - потенциальные кольцевые шайбы из фольги;

19 - заземленных кольцевые шайбы из фольги;

20 - диэлектрические кольцевые шайбы;

21 - приторцевой цилиндрический участок патрубка;

22 - изолирующая среда.

Заявляемый емкостный делитель напряжения установлен на заземленном корпусе 1 высоковольтного устройства и служит для регистрации импульсов высокого напряжения на высоковольтном электроде 2. Делитель содержит измерительный электрод 3, установленный в патрубке 4 между изоляторами 5 и 6. Дисковый торцевой участок 7 измерительного электрода 3 обращен к высоковольтному электроду 2 и образует с ним емкость высоковольтного плеча. С обратной стороны измерительный электрод 3 имеет стержневой выступ 8, подключенный посредством цангового контакта 9 к узлу передачи сигнала, состоящему из высокочастотного разъема 10 и трех пар 11 наружных и внутренних коаксиальных проводников. Средняя пара выполнена с керамическим диском 12, герметично впаянным в радиальный зазор между проводниками. Волновое сопротивление всех трех пар и сопротивление разъема равны 50 Ом. Узел передачи сигнала расположен в крышке 13. Для простоты операций отсоединения крышки от патрубка и замены разъема используются цанговые контакты 14, 15 и 16.

Между измерительным электродом 3 и патрубком 4 корпуса делителя включен многослойный фольговый конденсатор 17, выполненный в виде чередующихся потенциальных кольцевых шайб 18 и заземленных шайб 19 из фольги, между которыми проложены диэлектрические кольцевые шайбы 20. Потенциальные шайбы надеты с натягом на стержневой выступ 6 измерительного электрода, а заземленные шайбы вставлены с натягом в цилиндрический участок 21 патрубка 4.

Принцип работы заявляемого емкостного делителя заключается в делении напряжения, поданного на электрод 2, между емкостями высоковольтного и низковольтного плеч обратно пропорционально величине этих емкостей. Высоковольтное плечо образовано емкостью между измерительным электродом 3 и высоковольтным электродом 2 (около 0.05 пФ), низковольтное плечо - емкостью конденсатора 17, которая может варьироваться в широких пределах (от 0 до десятков нанофарад) путем изменения количества фольговых и изоляционных кольцевых шайб. Соответственно, коэффициент деления может быть равным примерно 104-105. Сигнал, полученный после деления высоковольтного импульса, поступает на высокочастотный разъем BNC-7026, к которому подключается измерительный кабель с сопротивлением 50 Ом.

Благодаря низкой индуктивности конденсатора 17, малому времени пробега сигнала по его обкладкам (доли наносекунды), а также тому, что сигнал с конденсатора 17 непосредственно поступает на узел передачи сигнала, представляющий собой однородную линию сопротивлением 50 Ом, обеспечивается лучшее временное разрешение по сравнению с делителем по прототипу.

При помощи заявляемого делителя напряжения была произведена регистрация импульсов напряжения зарядки формирующей линии в мегавольтном ускорителе (в качестве изолирующей среды 22 был использован азот под давлением 4 МПа) и получена осциллограмма напряжения, показанная на фиг. 3. Передний фронт импульса соответствует зарядке линии, срез - ее быстрой разрядке. Длительность среза не превышает 0.7 нс, что в три раза меньше, чем на осциллограмме, полученной при помощи делителя по прототипу.


ЕМКОСТНОЙ ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ
ЕМКОСТНОЙ ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ
ЕМКОСТНОЙ ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 161-170 из 796.
25.08.2017
№217.015.b583

Устройство для хранения и выдачи предметов

Изобретение относится к устройствам, используемым в охранных системах для хранения и выдачи предметов, подлежащих особой сохранности, например ключей, носителей информации, драгоценностей, и может быть использовано в охранных системах объектов с повышенными требованиями к безопасности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614198
Дата охранного документа: 23.03.2017
25.08.2017
№217.015.b72d

Способ воспламенения порохового заряда в баллистической установке и установка для его осуществления

Группа изобретений относится к испытательной технике. Способ воспламенения порохового заряда включает размещение модулей порохового заряда, его воспламенение. Пороховой заряд выполняют состоящим из двух разнесенных модулей. Первый модуль устанавливают вплотную к отверстию, предназначенному для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614440
Дата охранного документа: 28.03.2017
25.08.2017
№217.015.b825

Сверхширокополосный генератор электромагнитных импульсов

Изобретение относится к технике генерации мощных сверхширокополосных (СШП) электромагнитных импульсов (ЭМИ) субнаносекундного диапазона длительностей и может быть использовано при разработке соответствующих генераторов для средств связи, радиолокации, навигации и радиоэлектронной борьбы. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614986
Дата охранного документа: 03.04.2017
25.08.2017
№217.015.bbd5

Способ санкционирования доступа и устройство для его осуществления

Предложен способ санкционирования доступа. В нём каждому объекту с электронным замком присваивают учетный номер. При этом предварительно формируют последовательность неповторяющихся порядковых номеров, из которых путем криптопреобразования получают последовательность преобразованных номеров,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615945
Дата охранного документа: 11.04.2017
25.08.2017
№217.015.bc18

Способ получения сорбента на основе полимерного гидрогеля

Изобретение относится к способу получения гидрогелей, которые могут использоваться в качестве сорбентов для связывания катионов металлов, в частности в процессах утилизации жидких радиоактивных отходов. Способ получения сорбента на основе полимерного гидрогеля заключается в сшивке макромолекул...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616064
Дата охранного документа: 12.04.2017
25.08.2017
№217.015.bc1b

Детонационный триод

Изобретение относится к устройствам для инициирования детонации, а именно к детонирующим логическим устройствам, предназначенным для управляемой передачи детонации и инициирования взрывных зарядов от одного или более инициаторов. Технический результат - повышение надежности и безопасности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616044
Дата охранного документа: 12.04.2017
25.08.2017
№217.015.bc50

Снаряд для стрелкового оружия

Изобретение относится к конструкции стрелковых боеприпасов, содержащих реакционные материалы и обладающих повышенным запреградным действием. Снаряд для стрелкового боеприпаса состоит из корпуса в виде стакана из тяжелого прочного металла, например сталь, вольфрам, с открытым передним торцом,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616034
Дата охранного документа: 12.04.2017
25.08.2017
№217.015.bd6d

Оптическое устройство

Оптическое устройство относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в устройствах, предназначенных для внешнетраекторных измерений в космической геодезии и полигонных измерениях. Устройство содержит излучатель, приемный блок, оптическая ось которого сопряжена с осью луча,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616341
Дата охранного документа: 14.04.2017
25.08.2017
№217.015.be34

Способ получения смесевого пластичного взрывчатого вещества

Изобретение относится к области производства взрывчатых веществ и может быть использовано для получения пластичных ВВ с уменьшенными критическими размерами детонации, применяющихся для изготовления малогабаритных взрывных устройств различного назначения. Описан способ получения смесевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616729
Дата охранного документа: 18.04.2017
25.08.2017
№217.015.c1c4

Способ получения протонных изображений

Изобретение относится к области протонной радиографии, в частности к способам регистрации оптических изображений, сформированных с помощью протонного излучения. Способ получения протонных изображений включает в себя этапы, на которых осуществляют пропуск протонного пучка через область...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617722
Дата охранного документа: 26.04.2017
Показаны записи 11-18 из 18.
25.08.2017
№217.015.a94e

Способ изготовления разрядника

Изобретение относится к области газоразрядной техники и может быть использовано при изготовлении высоковольтных газоразрядных приборов, например металлокерамических разрядников для малогабаритных импульсных ускорителей. В способе изготовления разрядника в первую очередь собирают два...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611579
Дата охранного документа: 28.02.2017
25.08.2017
№217.015.cd04

Импульсная ускорительная трубка

Изобретение относится к импульсной ускорительной трубке и может использоваться для генерации электронных и рентгеновских пучков наносекундной и субнаносекундной длительности и может быть использовано в ускорителях на напряжения до 1 MB и выше. В заявленном устройстве изолятор выполнен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619774
Дата охранного документа: 18.05.2017
09.09.2018
№218.016.853e

Субнаносекундный ускоритель электронов

Изобретение относится к технике формирования электронных пучков субнаносекундной длительности. Формирователь содержит формирующую и передающею коаксиальные линии, обостряющий и срезающий разрядные зазоры, формирующая линия подключена к источнику наносекундных высоковольтных импульсов, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666353
Дата охранного документа: 07.09.2018
01.03.2019
№219.016.cf69

Газонаполненный разрядник

Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть использовано при разработке высоковольтных газоразрядных приборов, например разрядников для коммутации цепей сильноточных ускорителей заряженных частиц. Газонаполненный разрядник содержит металлический корпус, в котором вдоль его оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002400859
Дата охранного документа: 27.09.2010
06.09.2019
№219.017.c7e0

Субнаносекундный ускоритель электронов

Изобретение относится к технике формирования электронных пучков субнаносекундной длительности и может быть использовано при создании субнаносекундных ускорителей электронов мегавольтного диапазона. Данные ускорители широко применяются для определения временного разрешения наносекундных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699231
Дата охранного документа: 04.09.2019
17.01.2020
№220.017.f615

Субнаносекундный ускоритель электронов

Изобретение относится к субнаносекундному ускорителю электронов. Устройство содержит источник наносекундных высоковольтных импульсов, газонаполненный формирователь субнаносекундных импульсов напряжения и ускорительную трубку. Корпус формирователя выполнен разъемным и состоит из двух секций,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711213
Дата охранного документа: 15.01.2020
01.07.2020
№220.018.2d88

Система дистанционного приобретения билетов на культурно-массовые мероприятия с использованием распознавания на мобильном устройстве

Изобретение относится к области вычислительной техники. Техническим результатом является повышение быстродействия системы дистанционного приобретения билетов. Технический результат достигается тем, что система содержит модуль приема образов визуального представления афиш театральных спектаклей,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724967
Дата охранного документа: 29.06.2020
16.05.2023
№223.018.640a

Высоковольтный трансформатор

Изобретение относится к области электротехники, в частности к высоковольтной технике, и может быть использовано для создания высоковольтных трансформаторов на базе замкнутых стержневых магнитопроводов с любой технологией изготовления (шихтованные, ленточные и прессованные). Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002773777
Дата охранного документа: 09.06.2022
+ добавить свой РИД