Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 27. 7 juli 1945 - En ny voltmeter för höga spänningar, av Hannes Alfvén och Sigvard Eklund
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
7 juli 1945
759
En ny vol(meter
för höga spänningar
DK 621.317.725
Vid mätningar av höga likspänningar eller
växelspänningar, vilka ligga utanför de vanliga visarinstrumentens
områden, representera kulgnistgap och instrument med
hög-ohmsmotstånd mätförfaranden, vilka ligga till grund för
övriga inom högspänningsområdet använda mätmetoder.
För rutinmätningar äro högohmsmotstånd och
kulgnistgap emellertid i många fall olämpliga; så medför t.ex.
strömmätare i förening med stora motstånd en icke
önskvärd strömbelastning, och dessutom bibehålla sådana mät
motstånd icke sitt motståndsvärde under längre tid.
Mätningar med kulgnistgap äro ganska svåra att utföra på ett
invändningsfritt sätt.
övriga "absoluta" metoder för mätning av höga
spänningar — med hjälp av elektron- eller jonstrålars
avböjning i elektriska eller magnetiska fält eller bestämning av
de Broglie-våglängden vid elektrondiffraktion — äro så
komplicerade, att de finna användning endast i speciella
fall.
Instrument, grundade på elektrostatisk attraktion, äro
behäftade med friktionsfel i de rätt komplicerade mekaniska
anordningarna. Därjämte måste de utrustas med olika
skalor för olika mätområden. Instrument av elektrometer
-typ äro ömtåliga och besitta endast ett mätområde.
Slutligen äro roterande voltmetrar alltför komplicerade för att
kunna finna en mera allmän användning. Kapacitiva
spänningsdelare kunna endast användas vid växelspänningar;
vid likspänningar får man uppladdningar, som omöjliggöra
mätningar.
Den högspänningsvoltmeter, för vilken här skall
redogöras, är närmast besläktad med de voltmetrar av äldre
typ, i vilka i en eller annan form en kapacitiv
spänningsdelare kommer till användning. I föreliggande fall har
emellertid en sådan ändring gjorts av konstruktionen, att
tidigare omnämnda olägenheter med kapacitiv
spänningsdelare vid likström helt bortfalla.
Principen framgår av fig. 1. Et är en elektrod, som står
i förbindelse med den högspänning man önskar mäta, och
En en elektrod, som kan utsättas för det elektriska fältet
från Ei och som är ansluten till ett elektrostatiskt
instrument för låg spänning M, vars andra pol är jordbunden.
Mellan E2 och Ei kan en ledande jordad skärm S inskjutas,
så att E2 helt avskärmas från fältet från Ei. Skärmen är
försedd med en anordning, så att den i inskjutet läge
jord-förbinder E2. Om skärmen dras undan, gör M ett utslag,
som beror på storleken av den spänning, till vilken Ex är
ansluten. Om isolationen hos voltmetern M och elektroden
En är förstklassig, förändras utslaget ej under en tid, som
är många gånger större än den tid, som erfordras för en
avläsning. Efter utförd avläsning skjutes skärmen S åter
in mellan Ei och E2, varvid samtidigt voltmetern
jord-förbindes.
Olika mätområden erhållas genom att man ändrar
avståndet mellan Ei och E2. Att skalkaraktären därvid med
god approximation förblir oförändrad, framgår av nedan-
Fig. 1. Princip för
voltmeter för höga
spänningar. E,
hög-spänningselektrod,
S skärm, E2 lägspänningselektrod, M statisk voltmeter.
stående överläggning. Kapaciteten mellan Ei och E2
betecknas med Ci, spänningen mellan samma elektroder Vi.
Den av voltmeterns utslag V2 beroende kapaciteten mellan
E2 och jord betecknas med C2. Då är
V2 = Ci
Fi C2
och V.= Vi + V2
där V är den höga spänning, som skall bestämmas, dvs.
Genom att välja olika värden på Ci (olika inställning av
högspänningselektroden) erhållas olika mätområden. Då
C2 beror av utslaget, skulle egentligen skalorna vara olika
för de olika mätområdena. Emellertid är C1/C2 mycket
litet (t.ex. 1 % för en spänningsreduktion med en faktor
100), vilket medför, att skalorna inom mätnoggrannheten
bli likformiga. För att metoden skall vara användbar
fordras, att instrumentets utslag ej ändras märkbart (t.ex.
1 %) under den tid som åtgår för en avläsning (t.ex. 5 s).
Isolationen måste därför vara så god, att tidskonstanten är
minst 100 • 5 = 500 s = 8 min.
I fig. 2 återges konstruktionen av ett utfört exemplar av
voltmetern för maximalt 100 kV. Högspänningselektroden
Ei är skjutbar i hållaren A på isolatorn I. Kåpan K omger
instrumentet M och mätelektroden E2 samt avslutas på
framsidan med ett lock L, i vilket ett hål H är upptaget.
Bländaren C består av två hälfter, vilka genom en
anordning kunna vridas åt sidan, så att elektroden E2 utsättes
för det elektriska fältet från Ei. En huv R skyddar
bärn-stensisolatorn N för damm, och en fjäder F jordförbinder
instrumentet varje gång bländaren slutes. Isolator och kåpa
äro fast monterade på ett jordförbundet stativ S.
Låg-spänningsinstrumentet är en elektrostatisk voltmeter, max.
utslag 125 V, max. kapacitet 40 pF. Instrumentet är utfört
med bärnstensisolation. När det är inmonterat i apparaten,
är isolationsmotståndet så gott att tidskonstanten uppgår
till ungefär 1 dygn. Även om isolationsmotståndet efter
längre användning skulle sjunka, är risken att
tidskonstanten skall gå ned under det enligt ovan tillåtna värdet
8 min mycket liten. Då bländaren normalt är stängd, är
risken för neddamning av isolatorn N obetydlig. Den
skyddas dessutom av kåpan R.
Vid utformningen av högspänningselektroden och locket L
har en reduktion av fältstyrkan vid kanterna ernåtts
genom att krökningsradien gjorts så stor som möjligt. Alla
i högspänningstekniskt avseende utsatta ytor äro
högglans-förkromade. Om spänningen på Ei successivt höjes, in-
Fig. 2.
Konstruktion
av voltmeter
för höga
spänningar.
A hållare, C bländare, E, högspänningselektrod, Et
mätelek-trod, F fjäder, H hål, I isolator, K kåpa, L lock, M
mätinstrument, N isolator, R isolatorhuv, S stativ.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
