Устройство для измерения высокого напряжения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее последовательно установленные источник света, расщепитель светового потока и два электрооптических модулятора, первый из которых подключен ко входу устройства, фотоприемный узел, выход которого подключен ко входу узла регистрации, снабженного индикатором, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьшения точности измерения, в него введены ограничитель апертуры, генератор электрических колебаний и частотный модулятор, узел регистрации снабжен последовательно вклю ченными входным конденсатором, частотным детектором и интегратором, соединенным выходом со входом индикатора , а расщепитель светового потока выполнен в виде билинзы Бийе, причем ограничитель апертуры установлен между злектрооптическими модуляторами и фотоприемным узлом, выход генератора электрических колебаний соединен с одним из входов частотного детектора и с одним из входов частотного модулятора, другой вход которого подключен к выходу интегратора, а выход - ко входу второго электрооптнческого модулятора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) за G 01 К 15/07

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3570502/24-21 (22) 24.03. 83 (46) 30.11.84. Бюл. Ф 44 (72) Э.И.Цискаришвили, Л.А.Майсурад. зе, Г.Б.Лежава, Е.М.Чантурия, В.И.Фролов, В.Э.Габисония и Г.Б.Чхеидзе (71) Грузинский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.В.И.Ленина (53) 621.317.7(088.8) .(56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 240836, кл. G 01- R 15/02, 1966.

2. Rogers А.I. Method for

simultaneous теазагеп.ent of current

and voltage on high voltage lines

us. ".g optical technigues — "Proc.

1пз;.. Elec. Fng. 1976, 123, У 10, 957-960. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее последовательно установленные источник света, расщепитель светового потока и два электрооптических модулятора, первый из которых подключен ко входу устройства, фотоприемный узел, выход которого подключен ко входу узла регистрации, снабженного индикатором, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения, в него введены ограничитель апертуры, генератор электрических колебаний и частотный модулятор, узел регистра" ции снабжен последовательно включенными входным конденсатором, частотным детектором и интегратором, соединенным выходом со входом индикатора, а расщепитель светового потока выполнен в виде билинзы

Бийе, причем ограничитель апертуры установлен между электрооптическими модуляторами и фотоприемным узлом, выход генератора электрических колебаний соединен с одним из входов частотного детектора и с одним из входов частотного модулятора, другой вход которого подключен к выходу интегратора, а выход - ко входу второго электрооптнческого модулятора.

1126882

lj5

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в энергосистемах при реализации оперативного контроля высоких напряжений

5 промышленной частоты.

Известно устройство для измерения высокого напряжения, содержащее при6мнопередающий блок,, состоящий из источника света, оптической системы, снабженной поляризационной призмой с прозрачной боковой гранью, фотоприемного узла и узла регистрации, электрооптический модулятор, включенный в цепь измеряемого напряжения Ilj . 15

Недостаток известного устройства связан с низкой точностью измерения, обусловленной в основном наличием в оптическом тракте большого количества элементов, требующих юстиров- 20 ки, несовершенствокоторой предопрег деляет значительные погрешности в итоговой оценке напряжения.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для измерения высокого напряжения, содержащее последовательно установленные источник света, расщепитель светового потока на два луча с линейной 30 поляризацией, два электрооптических модулятора, расположенных в электрическом поле токонесущего проводника, два анализатора, фотоприемный узел, выход которого подключен ко входу узла регистрации, снабженного, в частности, блоком суммирования сигналов и индикатором. j2J .

В указанном устройстве использо- ванный принцип электрооптической модуляции базируется на вращении плоскости поляризации под действием электрического поля (одновременно имеет место и,вращение под действием магнитного поля), 45

Недостаток известного устройства также проявляется в невысокой точности измерения вследствие чувствительности к помехам общего типа и наложения на полезный сигнал, пропорциональный напряжению помехи, пропорциональной току. целью изобретения является по.вышение точности измерения..

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения высокого напряжения, содержащее последовательно установленные источник света расщепитель светового потока и два электрооптических модулятора, первый из которых включен ко входу устройства, фотоприемный узел, выход которого подключен ко входу узла регистрации, снабженного индикатором; введены ограничитель апертуры, генератор электрических колебаний и частотный модулятор, узел регистрации снабжен последовательно включенными входным конденсатором, частотным детектором и интегратором, соединенным выходом со входом индикатора, а расщепитель светового потока выполнен в виде билинэы Бийе, причем ограничитель апертуры установлен между электрооптическими модуляторами и фотоприемным узлом, выход генератора электрических колебаний соединен с одним иэ входов частотного детектора и с одним иэ входов частотного модулятора, другой вход которого подключен к выходу интегратора, а выход— ко входу второго электрооптического модулятора.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройства для измерения высокого напряжения °

Устройство содержит последовательно установленные когерентный источник

l света, расщепитель светового потока, выполненный в виде билинзы 2

Бийе, два амплитудных электрооптических модулятора 3:и 4, ограничитель 5 апертуры, фотоприемный узел б, выход которого подключен ко входу узла 7 регистрации. В состав устройства входят также генератор 8 электрических колебаний и частотный модулятор 9„ Узел 7 регистрации состоит из последовательно включенных входного конденсатора 10, частотного детектора 11, интегратора 12 и индикатора 13. Электрооптический модулятор 3 через изоляционное приспособление 14 включен в цепь измеряемого напряжения U>< {t), вход электрооптического модулятора 4 через изоляционное приспособление 15 подключен к выходу частотного модулятора

9, входы которого соединены с выходами генератора 8 электрических колебаний и интегратора 12. Выход генератора 8 подключен также к одному из входов частотнсго детектора 11

Устройство работает следующим образом.

50

Световые потоки имеют разные ходы d» и й2 следования лучей до плоскости ограничителя 5 апертуры, где оии формируют интерференционные полосы. При гашении двух волн

Д;,! (х,у) и Xg(x>y) их суммарная интенсивность, усредненная по времени! равна

55 з 112688

Световой поток, излучаемый источ- ником 1

»,х,у)=1А(х,у) t ехр 1Н(х у), где IА (х,у) — единичная амплитуда;

Н(х,у) — неизменная фаза, посредством билинзы 2

Вийе делится на два абсолютно идентичных (особенно по частоте) потока !О ,Кj1А(х,у) ) ехр jН(х>у) =T» (х,у); (х, у) K2! A(x, у) I exp j H(x, у) =Т (:., y), где К и К вЂ” коэффициенты пропор2 циональности, 5

Образованные световые потоки

Т»(x,у) и T,(х у) поступают на амплитудные электрооптические модуляторы

3 и 4. Под действием электрических сигналов

U EE> (t) =l» (t) =E siniaC, U„(t) (Ч,+а, () ) os(

Можно показать,что интенсивности ,?»(х,у) и 1(х,у) световых потоков, прошедших через электрооптические модуляторы 3 и 4, при качественных конструктивных элементах и совершенной юстировке описываются уравнениями

2» (х,y) = Х (0 ) sin p, E,;

° 2. Г2 (хъy) = 3 (О) si (Ц, 1. 2, где |U и p — коэффициенты, характеризующие тип и размеры кристаллов;

I<(0), I (0)- положительные параметры, зависящие от интенсивности источника 1 света. 4(.Ы =(и, и,<,, у)

j»,2 п (p E,- p> Ег °

Выбирая центральную интерференционную полосу посредством щели в ограничителе 5 апертуры, обеспечиваем падение светового потока на фотоприемный узел 6 с интенсивностью, g I(x,ó). Электрический сигнал с выхода фотоприемното узла 6 поступает на конденсатор 10, где отфильтровываются постоянная и медленно меняющиеся составляющие. Частотный детектор !! выделяет из всего спектра амплитуду того сигнала, частота которого равна управляющей частоте 6)о, а положение фазы Ч постоянно отноо сительно фазы управляющего сигнала.

В данном случае управляющее напряжение формируется формирователем прямоугольных импульсов, встроенным в частотный детектор 11 и воспринимающим сигналы от того же генератора, что и частотный модулятор 9, т.е. сигналы icos(c + (рд). Можно показать, что на выходе частотного детектора 11 будет иметь место напряжение U»» (t), соответствующее соотношению (t) Т »с(t) ° (6) где — постоянный коэффициент.

Сигнал U«(c) поступает на вход интегратора 12, который вырабатываеI напряжение «(c) = Ь lJ>(t).

11а напряжение U «(t) накладывается синусоидальное напряжение

U8 = Vä cos(u t + р ), вырабатываемое генератором 8, и в результате на выходе частотного модулятора 9 фс »ируется компенсирующий сигнал

U>(t) = U<(t) в соответствии со вторым соотношением (3). Воздействие

U<(t) на электрооптический модулятор

4 продолжается до тех пор, пока не будет удовлетворено, условие динамического равновесия всей системы, т.е.

hE(x y) =(I» (х y) Д (х y)j = О или

При этом условии входйой сигнал интегратора 12 равен нулю,что приводит к значению компенсирующего поля

p2 l !! » » где вектора Е» и Е представляют собой вектора электрических полей» образованные при воздействии на

1126882

Составитель Л.Морозов

Редактор С.Тимохина Техред С.Легеза Корректор Л„Пилипенко

Заказ 8686/34 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 электрооптические модуляторы 3 и 4 сигналов вида (3 . Любое отклонение

,М вЂ” ф Е 4 Ь Е компенсируется цепью обратной связи. Выходное напряжение U< (t) интегратора 12 указывается индикатором 13.

Испытания предложенного устройства при измерении напряжений до

200 кВ подтверждают обеспечиваемую им повышенную точность измерения.

5 Погрешности итоговых. результатов не превышали + 0,1Х.

Устройство для измерения высокого напряжения Устройство для измерения высокого напряжения Устройство для измерения высокого напряжения Устройство для измерения высокого напряжения 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к волоконно-оптическим преобразователям физических величин (температуры, давления, электромагнитных полей и др.) с использованием микромеханических резонаторов (МР), возбуждаемых светом

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для измерения силы тока, и предназначено для измерения однократного импульса тока с длительностью, лежащей в наносекундном диапазоне длительностей, в мощных электрофизических установках типа линейных импульсных ускорителей электронов

Изобретение относится к области электрических измерений и может быть использовано в измерительной технике высоких напряжений, в области релейной защиты и автоматики

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения тока в электрических цепях

Изобретение относится к области электрических измерений и может быть использовано в электроэнергетике, в измерительной технике высоких напряжений, в области релейной защиты и автоматике

Изобретение относится к области волоконно-оптической сенсорики, в частности к сенсорной головке и датчику тока или магнитного поля

Изобретение относится к области волоконно-оптических измерительных устройств и может быть использовано в интерференционных волоконно-оптических датчиках тока
Наверх