Устройство для измерения напряженности импульсного электрического поля по трем ортогональным направлениям

 

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения напряженности импульсных электрических полей и является дополнительным к авт. св1щ. № 1049833. Целью изобретения является расширение частотного диапазона измерений за счет компенсации влияния емкостей кабелей, соединяющ1гх измерительный преобразователь с блоком индикации, на частотную характеристику устройства в области высоких частот. Устройство содержит измерительный преобразователь, выполненньш в виде металлической сферы 1 и металлической оболочки 2, охватывающей металлическую сферу с некоторым зазором, заполненньм диэлектриком . Для достижения поставленной цели устройство дополнительно снабжено проводящими штырями 3, установленными с возможностью их продольного перемещения в изолирукщих втулках 4. Причем проводящие штыри 3, расположенные по одной и той же оси ортогональной системы координат, попарно подключены к соответствующим входам блока индикации (на чертеже не показан). 1 ил. (О (Л U ГчЭ QO 00 с СлЭ ю го

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 R 29 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВРЩЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛА,М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1049833 (21) 3858896/24-21 (22) 20.02.85 (46) 07.02.87. Бюл. И- 5 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) А.В.Борцов, Л.М.Болотова, Ю.С.Немченко и А.H.Ñåðêîâ (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1049833, кл. С 01 R 29/12, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ KKYJIbCHOl ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

ПОЛЯ ПО ТРЕМ ОРТОГОНАЛЬИЬМ НАПРАВЛЕНИЯМ (57) Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения напряженности импульсных электрических полей и является дополнительным к авт. свид.

Ф 1049833. Целью изобретения является расширение частотного диапазона

„„SU„„1288632 А 2 измерений за счет компенсации влияния емкостей кабелей, соединяющих измерительный преобразователь с блоком индикации, »а частотную характеристику устройства в области высоких частот. Устройство содержит измерительный преобразователь, вы— полненный в виде металлической сферы

1 и металлической оболочки 2, охватывающей металлическую сферу с некоторым зазором, заполненным диэлектриком. Для достижения поставленной цели устройство дополнительно снабжено проводящими штырями 3, установленными с возможностью их продольного перемещения в изолирующих втулках 4. Причем проводящие штыри

3, расположенные по одной и той же оси ортогональной сисIемы координат, попарно подключены к соответствующим входам блока индикации (на чертеже не показан). 1 ил.

1288632 2 штыри 3 с соответствующими дифференциальными входами блока индикации.

Устройство работает следующим образом.

Измерительный преобразователь помещают в зону действия импульсного .электрического поля. При этом между электродами измерительного преобразователя, образованными частями металлической оболочки 2, возникает разность потенциалов, которая связана с напряженностью измеряемого импульсного электрического поля соотношениями

15 координат, — амплитуды составляющих вектора на1

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения напряженности импульсных электрических полей и является усовершенствованием устрой ства по авт. св. Р 1049833.

Целью изобретения является расши рение частотного диапазона измерений за счет компенсации влияния емкостей кабелей, соединяющих измерительный преобразователь с блоком ин дикации, на частотную характеристику устройства в области высоких час тот.

На чертеже изображена конструкция предлагаемого устройства.

Устройство содержит измерительный преобразователь, выполненный в виде металлической сферы 1 и металлической оболочки 2, охватывающей металлическую сферу 1 с некоторым зазором, заполненным диэлектриком. Металлическая оболочка 2 разделена на шесть одинаковых по форме, изолированных друг от друга частей, расположенных симметрично по осям ортогональной системы координат с началом, совпадающим с центром металлической сферы 1. По осям той же ортогональной системы координат в металлической сфере 1 установлены проводящие штыри 3, изолированные от металлической сферы 1 с помощью изолирующих втулок 4. При этом проводящие штыри 3 имеют возможность 35 продольного перемещения во втулках

4, что позволяет изменять высоту выступающей наружу металлической сферы 1 части каждого проводящего шты3. 40

Части металлической оболочки 2 и

1 проводящие штыри 3, расположенные на одной и той же оси ортогональной системы координат, попарно подключены коаксиальным кабелем к соответ- 45 ствующим дифференциальным входам блока индикации (не показан), а металлическая сфера 1 подсоединена к его общей шине. Высоту выступающих наружу металлической .сферы 1 частей проводящих штырей 3 устанавливают такой, чтобы емкость между каждым проводящим штырем 3 и соответствующей частью металлической оболочки 2 была равна емкости кабеля, соединяющего 55 расположенные на одной оси ортогональной системы координат части металлической оболочки 2 и проводящие

V 10 Е 7 = 10 — -Е V =10 Е

d Й, Й

Х Я к ч E 9 E. где V„, V„, V — разность потенциалов, возникающая между частями металлической оболочки 2, I расположенных по осям Х, Y u Z ортогональной системы пряженпости импульсного электрического поля по осям Х, Y и Z ортогональной системы координат; — диэлектрическая проницаемость диэлектрика, заполняющего пространство между металлической сферой 1 и металлической оболочкой 2;

d — расстояние между металлической сферой 1 и металлической оболочкой 2.

Под действием разности потенциалов V„, V и 7 возникают токи, которые от частей металлической оболоч-. ки 2, расположенных на одной и той же оси Х, У и 2 ортогональной системы координат, поступают по коаксиальным кабелям на соответствующие дифференциальные входы блока индикации и являются мерой соответствующих составляющих Е „, Е > и Е напряZ. женности контролируемого импульсного электрического поля. При этом за счет равенства емкости проводящих штырей

3 относительно соответствующих час3 1288632 тей металлической оболочки 2 емкости коаксиальных кабелей, соединяющих части металлической оболочки 2 с дифференциальными входами блока индикации, измерительный преобразователь оказывается нагруженным по каждому ортогональному выходу .на частотнонезависимый (емкостно-омический) делитель напряжения, что существенно расширяет частотный диапазон измере- 10 ния в области высоких частот и позволяет регистрировать сигналы импуль сного электрического поля с длительностью фронта в единицы наносекунд.

Использование предлагаемого уст- 15 ройства позволяет в шйроком диапазоне частот получить достоверные величину и направление вектора напряженности импульсного электрического поля, например, вблизи высоковольтных 20 распределительных устройств. Это дает возможность затем оптимально расположить защитную аппаратуру, что особенно важно при импульсных электрических полях с фронтом в единицы 25 наносекунд. Оптимальное расположение защитной аппаратуры в свою очередь обеспечивает снижение числа ее ложных срабатываний.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения напряженности импульсного электрического поля по трем ортогональным направлениям по авт. св. Р 1049833, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона измерения в области высоких частот, оно дополнительно снабжено проводящими штырями, установленными с воэможностью их.продольного перемещения в изолирующих втулках, закрепленных в металлической сфере и расположенными симметрично по осям ортогональной системы координат с началом,совпадающим с центром металлической сферы, причем проводящие штыри, расположенные по одной и той же оси ортогональной системы координат, попарно подключены к соответствующим входам блока индикации.

Составитель С. Вейский

Редактор А.Шандор Техред М.Ходанич

Корректор С.Шекмар

Заказ 7804/44 Тираж 752

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4