Однополюсный киловольтметр



Однополюсный киловольтметр
Однополюсный киловольтметр

Владельцы патента RU 2607728:

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики (ФГОБУ ВПО МТУСИ) (RU)

Настоящее изобретение относится к области измерительной техники, в частности к электрическим приборам, которые могут быть использованы для измерения высоких напряжений, в том числе в однопроводных линиях переменного высокого напряжения и в жидких средах. Задачей настоящего изобретения является разработка прибора, позволяющего измерять высокое переменное напряжение с использованием однопроводной технологии. Поставленная задача решается благодаря тому что, прибор имеет для измерения высокого напряжения только одну измерительную клемму и использует однопроводную технологию. Киловольтметр имеет пластмассовый корпус, на передней панели которого установлена только одна входная клемма и измерительная головка. Внутри корпуса установлена схема, которая содержит первый селеновый столб VD1, конденсатор C1 и второй селеновый столб VD2, включенный встречно. Селеновые столбы VD1, VD2 и конденсатор C1 образуют замкнутый контур, а измерительная головка PA1 подключена параллельно к конденсатору C1. При этом входная клемма X1 подключена и к первому столбу VD1, и ко второму столбу VD2. Измерение высокого напряжения построено на основе микроамперметра магнитоэлектрической системы. Технический результат заключается в повышении безопасности, упрощении конструкции путем отказа от двухполюсности и использовании только одного полюса для измерения высокого напряжения. 1 ил.

 

Область техники к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области измерительной техники, в частности к электрическим приборам, которые могут быть использованы для измерения высоких напряжений, в том числе в однопроводный линиях переменного высокого напряжения и в жидких средах.

Уровень техники

Известно устройство для измерения высокого напряжения киловольтметр СКВ-100 ФГУП «НИИЭМП» (http://niiemp.ru/). Конструктивно данный киловольтметр состоит из высоковольтного частотно-компенсированного резистивно-емкостного делителя напряжений (ДН) и блока измерительного. ДН состоит из высоковольтного плеча, заполненного трансформаторным маслом, в электроизоляционном корпусе, высоковольтного электрода и экрана для некоронирующего подключения к источнику высокого напряжения, низковольтного плеча, конструктивно выполненного в виде основания делителя в металлическом корпусе. Питание прибора аккумуляторное с напряжением 9 В.

Недостатком такого киловольтметра является то, что для измерения высокого напряжения используется двухпроводная технология, высокая стоимость, требуется источник питания.

Известен киловольтметр С197 «Западприбор» (http://zapadpribor.com/s197/). Киловольтметр С197 – прибор электростатической системы со световым указателем в металлическом корпусе. Принцип действия киловольтметра основан на электростатическом взаимодействии, возникающем между двумя телами, находящимися под напряжением относительно друг друга. Киловольтметр должен быть надежно соединен с заземлением. Требует питания 220 В.

Недостатком такого киловольтметра является то, что для измерения высокого напряжения используется двухпроводная технология, высокая стоимость, требуется источник питания.

Известен измеритель высоких напряжений: Электростатический вольтметр (Заявка: 2001114104/09, 22.05.2001, кл. G01R 5/28, G01R 15/00, G01R 19/00). Электростатический вольтметр содержит диэлектрический корпус, два электрода, выводы которых соединены с измерительными клеммами, подвижный элемент, ось, связанную с корпусом и имеющую возможность вращения.

Недостатком такого киловольтметра является то, что для измерения высокого напряжения используется двухпроводная технология и его высокая стоимость.

Описанные выше киловольтметры являются двухполюсниками. Недостатком указанных устройств является то, что при ненадежном заземлении возникает угроза электрического поражения оператора. В двухпроводной линии, подключаемой к киловольтметру, при высоком напряжении возможно короткое замыкание, что может привести к сильному нагреву проводов и к возгоранию материала их изоляции. Если измерение проводится в взрывоопасной среде, например в шахте, то возможен взрыв.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является киловольтметр KB-1/10, изготовитель научный центр “ПЛАЗОН” (http://plazon.ru/kv/kv10.html). Киловольтметр имеет пластмассовый корпус, на передней панели которого установлены два гнезда для подключения высокого напряжения и измерительная головка. Измерение высокого напряжения построено на основе микроамперметра магнитоэлектрической системы. Схема прибора состоит из добавочных резисторов, включенных последовательно с магнитоэлектрической головкой и расположена внутри корпуса. Электрическая схема выполнена навесным монтажом. Измерение переменного напряжения осуществляется по детекторной схеме. Не требует питания.

Недостатком такого киловольтметра является то, что для измерения высокого напряжения этим киловольтметрам требуется подключение к источнику по схеме двухпроводной технологии. Это потенциальный вход и заземление. Если эти провода окажутся слишком близки друг другу, то возможен электрический пробой между ними.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является разработка прибора, позволяющего измерять высокое переменное напряжение с использованием однопроводной технологии.

Поставленная задача решается благодаря тому, что прибор имеет для измерения высокого напряжения только одну измерительную клемму и использует однопроводную технологию. Киловольтметр имеет пластмассовый корпус, на передней панели которого установлена только одна входная клемма и измерительная головка. Внутри корпуса установлена схема, которая содержит первый селеновый столб VD1, конденсатор C1 и второй селеновый столб VD2, включенный встречно. Селеновые столбы VD1, VD2 и конденсатор C1 образуют замкнутый контур, а измерительная головка PA1 подключена параллельно к конденсатору C1. При этом входная клемма X1 подключена и к первому столбу VD1, и ко второму столбу VD2. Измерение высокого напряжения построено на основе микроамперметра магнитоэлектрической системы.

Измерение высокого напряжения с помощью однополюсного киловольтметра заключается том, что для измерения высоковольтного переменного напряжения используется один полюс киловольтметра, не требуется заземления или подключения к корпусу высоковольтного источника. Однополюсный киловольтметр может измерять напряжение как непосредственно при контакте с потенциальным выходом источника, так и на расстоянии, может быть использован для измерения электрического потенциала в жидкости, не требует источников питания.

Технический результат заключается в повышении безопасности, упрощении конструкции путем отказа от двухполюсности и использовании только одного полюса для измерения высокого напряжения.

Перечень фигур

Устройство поясняется схемой однополюсного киловольтметра представленной на фиг. 1

Осуществление изобретения

Однополюсный киловольтметр предназначен для измерения и индикации переменного высоковольтного напряжения.

Устройство содержит корпус, в котором установлена электрическая цепь однополюсного киловольтметра, состоящая из последовательно соединенных первого выпрямительного селенового столба VD1, конденсатора на высокое напряжение C1 и второго выпрямительного селенового столба VD2, включенного встречно и параллельно конденсатору C1, на номинальное напряжение 30 кВ включена измерительная головка PA1 с измерительной шкалой до 100 мкА.

VD1 и VD2 - выпрямители селенового типа Ф (высоковольтные) собраны из элементов с основанием из алюминиевой фольги в корпусе из изоляционного материала с применением контактной пружины.

C1 - Конденсатор низкочастотный, бочоночный с аксиальными стержневыми выводами. Предназначен для использования в цепях постоянного и пульсирующего токов. Номинальное напряжение 30 кВ.

На передней панели корпуса однополюсного киловольтметра смонтированы измерительная PA1 головка и одна входная клемма X1.

Устройство работает следующим образом. Потенциал высокого напряжения порождает индукционный ток, который распространяется по однопроводной линии и образует вихревой ток в электрической цепи однополюсного киловольтметра. Диодные столбы изменяют форму тока на негармоническую, в спектре которого присутствует постоянная составляющая. Эта составляющая заряжает конденсатор C1 до некоторой величины. Измерительная головка показывает величину тока разряда.

Отличительная особенность изобретения состоит в том, что электрическая цепь однополюсного киловольтметра состоит из последовательно соединенных первого селенового столба, конденсатора и второго селенового столба, включенного встречно. Эти элементы образуют индукционное кольцо, в котором образуется индукционный ток. Параллельно конденсатору включена измерительная головка. Используется принцип индукционного распространения вихревого тока в однопроводной линии.

Технико-экономический эффект состоит в простоте конструкции и малом количестве элементов, вследствие чего – малой стоимости и веса изобретения.

Однополюсный киловольтметр имеет пластмассовый корпус, на передней панели которого расположена измерительная головка, а в корпусе расположена электрическая схема, отличающийся тем, что схема содержит первый селеновый столб VD1, конденсатор С1 и второй селеновый столб VD2, включенный встречно, при этом селеновые столбы VD1, VD2 и конденсатор С1 образуют замкнутый контур, а измерительная головка РА1 подключена параллельно к конденсатору С1, входная клемма X1 подключена и к первому столбу VD1, и ко второму столбу VD2, кроме того, на передней панели установлена только одна входная клемма.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники и предназначено для вычисления и индикации усредненных значений потерь мощности, напряжения сети и тока нагрузки, а также может найти применение в качестве регистратора этих величин за длительный период.

Изобретение относится к области электромеханики. Устройство для измерения намагничивающего тока трансформатора с переменным коэффициентом трансформации, работающего под нагрузкой, состоящее из шунтов, включенных в цепи первичной и вторичной обмоток трансформатора.

Изобретение относится к метрологии. Датчик размещен в корпусе из изолирующего материала, ширина которого равна ширине защитного устройства, а высота позволяет устанавливать датчик в стандартную реечную монтажную панель.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия. Технический результат - повышение точности контроля токораспределения.

Изобретение относится к области электрорадиоизмерений и может быть использовано при построении цифровых измерителей среднеквадратического, средневыпрямленного и амплитудного значений синусоидальных сигналов.

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к приборам для измерения токов и может быть использовано для контроля и определения формы тока, протекающего в цепях высоковольтных линий передачи.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Способ может быть применен в средствах измерений пассивных и активных, в том числе комплексных, величин переменного тока, например, в мостах и компенсаторах переменного тока или в измерителях (анализаторах) параметров электрических цепей, а также в векторных вольтметрах и спектроанализаторах.

Изобретение относится к области электротехники и информационно-измерительной, вычислительной техники. Устройство содержит микроконтроллер, радиомодем, питающий трансформатор тока, первичной обмоткой которого является прямолинейный фазный провод высоковольтной линии электропередач, который вторичной обмоткой соединен с диодным выпрямительным мостом, стабилитроном, диодом и ионистором.

Изобретение относится к линиям электроснабжения электрифицированного железнодорожного транспорта, а именно к способу определения сопротивления контактной и рельсовой сетей.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрооборудованию, установленному на электрических станциях и подстанциях в системах производства, передачи и потребления электроэнергии, и может быть использовано во всех электроустановках, использующих цифровую обработку данных.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к датчикам тока и напряжения. Предложен оптико-электронный датчик тока и напряжения, в котором имеется первичный преобразователь, кодирующий блок, канал связи между стороной высокого напряжения и потенциалом земли, приемный блок и блок питания в виде канала передачи энергии со стороны потенциала земли, состоящий из батареи светоизлучателей, силовых оптических каналов, батареи фотоприемников и стабилизатора напряжения. Дополнительно, в качестве первичного преобразователя для тока используется шунт, включенный в рассечку линии электропередачи. Для напряжения используют резистивный делитель напряжения, состоящий из низкоомного резистора, одним концом подключенного к проводу линии электропередачи, а другим - к группе последовательно соединенных высокоомных резисторов. Последний из которых прикреплен к траверсе линии электропередачи, кодирующий блок выполнен в виде двух аналого-цифровых преобразователей (АЦП), вход первого АЦП подключен к шунту, вход второго АЦП подключен к низкоомному резистору, общей точкой подключения АЦП является точка соединения шунта и низкоомного резистора. Выходы АЦП подключены ко входам преобразователей параллельного цифрового кода в последовательный, к которым подключены излучающие светодиоды, подающие световые сигналы в волоконно-оптические каналы связи, другие их концы подключены к соответствующим приемным блокам. Техническим результатом является уменьшение погрешности измеряемых величин тока и напряжения, возможность передачи измеряемого сигнала в диспетчерский пункт, а также получение возможности снимать сигнал со спектром частот, имеющихся в сети в том числе высоких, что с традиционными электромагнитными трансформаторами сделать невозможно. Это достигается путем преобразования и передачи сигнала одновременно тока и напряжения с повышенной точностью с большим количеством выборок на период и получения сигналов о частичных разрядах от каждого изолятора воздушной линий электропередачи для их диагностики. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению поверхностных токов на цилиндрических и других сложных по форме поверхностях из немагнитных проводящих материалов. Технический результат - повышение уровня полезного сигнала, снимаемого с элемента Холла, и увеличение площади фрагмента с поверхностным током, контролируемым измерителем. Измеритель поверхностного тока содержит сенсорный модуль с элементом Холла, усилитель, вход которого подключен к выходу элемента Холла, а выход - к индикатору, два концентратора магнитного поля. Заостренные части концентраторов расположены рядом с чувствительной зоной элемента Холла и направлены на нее и навстречу друг другу. Концентраторы магнитного поля выполнены из листового гибкого материала, обеспечивающего плотное прилегание их к поверхности фрагмента с поверхностным током сложной формы, причем геометрические размеры концентраторов магнитного поля соизмеримы с геометрическими размерами контролируемого фрагмента с поверхностным током и значительно превышают геометрические размеры элемента Холла. 1 ил.

Изобретение относится к способу синхрофазорного измерения для использования в устройстве измерения фазоров (PMU) Р-класса. Упомянутый способ измерения основывают на математической модели динамического фазора. Конструируют цифровой фильтр низких частот для коэффициентов фазора, объединенный с DFT. Этот фильтр устраняет утечку спектра, вызванную входными сигналами динамического фазора, причем после устранения утечки спектра могут провести измерения исходного фазора. Динамический фазор аппроксимируют с использованием ряда Тейлора второго порядка. Исследуют линейную зависимость между ошибками измерения, вызванными усредняющим эффектом DFT, и коэффициентами ряда Тейлора второго порядка. Затем используют упомянутую линейную зависимость для компенсации исходных ошибок измерения в динамических условиях. Техническим результатом при реализации заявленного способа измерения является возможность точного и быстрого измерения фазора как в статических, так и в динамических условиях. Точность упомянутого способа измерения не только удовлетворяет техническим требованиям соответствующих стандартов, но и на порядок превышает требования этих стандартов. 4 з.п. ф-лы, 3 табл., 7 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для прецизионного измерения широкого диапазона токов. Технический результат: повышение устойчивости работы электронного трансформатора тока при воздействии электромагнитных полей и других дестабилизирующих факторов, а также улучшение его метрологических характеристик. Сущность: предварительный усилитель выполнен в виде первого и второго измерительных усилителей, входы регулировки усиления которых, соединены с установочными резисторами. Один из выходов второй обмотки измерительного трансформатора тока подключен соответственно к входам инвертирующего первого и неинвертирующего второго измерительных усилителей и через последовательно связанные первую обмотку симметрирующего трансформатора и согласующего резистора с выходом первого измерительного усилителя. Второй выход второй обмотки измерительного трансформатора тока подключен к входам неинвертирующего первого и инвертирующего второго измерительных усилителей и через последовательно связанные вторую обмотку симметрирующего трансформатора и согласующего резистора с выходом второго измерительного усилителя. Выходы измерительных усилителей соединены с соответствующими дифференциальными входами блока обработки сигналов, парафазные выходы которого являются выходами устройства. 1 ил.

Изобретение относится к космической технике. Датчик для исследования потоков метеороидных и техногенных частиц в космическом пространстве выполнен в форме куба, все грани которого являются составными детекторами, состоящими из внешних и внутренних чувствительных элементов, внешние чувствительные элементы изготовлены из тонкой пленки, на которую нанесено множество ячеек с токопроводящими дорожками, а внутренние чувствительные элементы - из объемно поляризованной пленки PVDF. Корпус датчика выполнен в виде каркаса из нанокомпозиционного материала, на одной из плоскостей установлено крепление для связи с космическим аппаратом посредством выносной штанги с проходящими по ней гибкими информационными шлейфами. На каркас установлены рамки с составными детекторами. Техническим результатом заявленного изобретения является возможность комплексной пространственной регистрации метеороидных и техногенных частиц, определения их параметров. 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к способам высокоточной (менее 1 мс) синхронизации измерений в интеллектуальных электронных устройствах, векторных регистраторах, объединяющих устройствах, оптических трансформаторах напряжения, интеллектуальных счетчиках электроэнергии и других измерительных устройствах, присоединенных к общей электрической сети и имеющих канал измерения напряжения в точке присоединения к сети, внутренние часы, электронные или микропроцессорные вычислительные устройства, реализующие алгоритм синхронизации и возможность двухстороннего обмена информацией с интегрирующими их системами верхнего уровня или между собой. Технический результат предлагаемого способа синхронизации заключается в повышении точности, надежности и защищенности систем синхронизации, отсутствии эмиссии дополнительных высших гармоник. Сущность способа синхронизации измерений в электрических сетях по частоте и фазе напряжения электрической сети заключается в синхронизации времени внутренних часов подчиненных измерительных устройств (ИУ) с часами главного ИУ на основе формируемых ими кодовых последовательностей значений измеряемых частот сигнала напряжения электрической сети для каждого его периода на заданном интервале времени. Величина рассинхронизации часов определяется по максимальному значению коэффициента корреляции сравниваемых графиков частот. Повышение точности синхронизации достигается учетом расчетного значения сдвига фазовых углов напряжения и систематической нестабильности кварцевых тактовых генераторов подчиненных ИУ. 4 ил., 3 табл.

Измеритель содержит источник света и установленные последовательно многомодовое оптическое волокно, первый поляризатор, активный элемент ячейки Фарадея, второй поляризатор, плоскость пропускания которого составляет угол ±45° с плоскостью поляризации первого, собирающую линзу, второе многомодовое оптическое волокно и фотоприемник, а также линейный усилитель сигнала фотоприемника, блок преобразования сигналов и индикатор результатов измерения. Активный элемент ячейки Фарадея выполнен в виде четырехугольной призмы высотой h, одна пара боковых граней которой имеет ширину не менее диаметра D коллимированного пучка света, а противоположные боковые грани имеют ширину не менее 3D, первое основание призмы, на которое падает свет, полировано, и на его поверхности в центре нанесено зеркальное покрытие в виде прямоугольной полоски шириной D, другое основание призмы разделено на три равные прямоугольные зоны, по обе стороны от центральной прямоугольной зоны содержит две полированные поверхности с зеркальными покрытиями, составляющие с плоскостью центрально зоны углы γ = arctg(0,5D/h). Технический результат – уменьшение искажений состояния поляризации света, повышение чувствительности и точности измерений. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к области электрических измерений, в частности к высокоточным устройствам измерения постоянного и переменного напряжения на основе резистивных делителей. Способ измерения высокого напряжения с помощью резистивного делителя заключается в измерении значений напряжения на выходе низковольтного плеча делителя при периодической калиброванной вариации сопротивления его высоковольтного плеча. При этом выполняется формирование первого и второго наборов дискретных измеренных значений напряжения соответственно при первом значении сопротивления высоковольтного плеча на нечетных периодах вариации и при втором значении сопротивления высоковольтного плеча на четных периодах вариации. Далее производится формирование первого и второго наборов дискретных значений для всех нечетных и четных периодов вариации путем добавления к сформированным первому и второму наборам измеренных значений дискретных значений, вычисленных методом интерполяции соответственно при первом значении сопротивления высоковольтного плеча на четных периодах вариации и при втором значении сопротивления высоковольтного плеча на нечетных периодах вариации. На основании сформированных наборов дискретных значений напряжения рассчитывается набор дискретных значений высоковольтного сопротивления, после чего производится вычисление расчетного значения высоковольтного сопротивления путем интегрирования полученного набора дискретных значений сопротивлений с отбрасыванием аномальных значений. Определение значения высокого напряжения выполняют по расчетным формулам соответственно для нечетных и четных периодов вариации с учетом измеренных значений напряжений на выходе делителя, значений калиброванных сопротивлений и расчетного значения высоковольтного сопротивления. Для реализации способа предлагается устройство измерения высокого напряжения. Технический результат изобретения заключается в повышении точности измерения высокого напряжения резистивным делителем за счет исключения влияния изменения значения высокого напряжения в процессе измерений, возможности измерения мгновенных значений напряжения и уменьшении воздействия температурных и других медленно меняющихся процессов, в том числе старения, на точностные характеристики делителя. Кроме того, обеспечивается возможность использования в конструкции высоковольтного плеча делителя резисторов с большими температурными коэффициентами сопротивления. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к области электрических измерений, и может быть использовано в качестве измерительного средства высокого напряжения на высоковольтных линиях электропередач. Измерительная колонна оптического трансформатора напряжения содержит цилиндрический изолятор, в полости которого размещен чувствительный элемент в виде кристалла. Кристалл имеет форму стержня, выполненного из кварцевого стекла, и установлен продольно в полости изолятора посредством удерживающих кристалл, а также электрически контактирующих с ним электрических модулей. Первый из модулей содержит первую полую деталь, имеющую форму трубки, закрепленную со стороны первой концевой части на первой торцевой крышке изолятора, а со стороны второй концевой части, содержащей первый многопластинчатый контакт, с первой концевой частью кристалла. Второй электрический модуль содержит вторую полую деталь, имеющую форму трубки, закрепленную со стороны первой концевой части на второй торцевой крышке изолятора посредством второго многопластинчатого контакта, обеспечивающего электрическое соединение между ними, а со стороны второй концевой части со второй концевой частью кристалла посредством третьего многопластинчатого контакта. Полость вокруг кристалла заполнена компрессионным электроизоляционным гелем, электрическая прочность которого превышает электрическую прочность воздушной среды, а полимерные микросферы заполнены инертным газом. Техническим результатом является повышение точности измерений и линейности их преобразования. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к измерениям параметров электросетей, в частности к определению фазоров напряжения и тока в электрической сети среднего напряжения точным образом без необходимости в усложненных датчиках, и к определению и мониторингу мощности, развиваемой каждым из проводников, с использованием средств, обычно имеющихся в электрических сетях среднего напряжения. Раскрыты способ и соответствующее устройство для мониторинга параметров электрической сети среднего напряжения, включая определение силы тока, напряжения и мощности каждой фазы для электрической сети среднего напряжения. Текущие параметры электрической сети среднего напряжения, то есть фазоры тока и напряжения, а также мощности, определяются на основе измерений, выполненных датчиками (12, 14, 16), обычно установленными в электрической сети (5, 7) на уровне трансформатора (8). Конкретно определение фазора напряжения на каждом проводнике электрической сети (5) среднего напряжения выполняется с помощью амплитуды, выведенной из измеренной в электрической сети (7) низкого напряжения, и фазового угла, измеренного в электрической сети (5) среднего напряжения. Составления пар между фазорами тока среднего напряжения, углом, измеренным на среднем напряжении и выведенной амплитудой низкого напряжения выполняются с помощью сравнения с коэффициентом мощности cos ϕ электрической сети. Технический результат заключается в обеспечении приемлемой точности измерений мощности без применения усложненных датчиков за счет измерений трехфазных напряжений и мощностей в подстанциях MV/LV с особенностью обращения к информации о напряжениях, измеренных на стороне LV. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2015-06-08 2017-01-12T00:59:31
Наверх