Устройство для измерения высокого напряжения

 

Союз Советскик

Социалистические

Республик

< о 1 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 290880 (21) 2974769/18-21 с нрнсоеаинением заявки М

G 01 R 15/07

@еударстеенИ камнтет

СССР ав лелем нзебретеннй н открытий (23) Приоритет (53) УДК621 317.729.082 5 (088. 8) Ояубликовано 300382 Бюллетень,%12

Дата опубликования описания 300382 (72) Автор изобретения

А.Н.Черний

Московский научно-исследовательск туберкулеза Минздрава РС (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при дистанционном контроле постоянного и переменного напряжений высоковольтных установок °

Известно устройство для измерения высокого напряжения, содержащее последовательно установленные и:оптически связанные друг с другом источник света, поляризатор, электрооптический активный элемент (например, ячейку Керра), связанный с контролируемой цепью, анализатор и фотодетектор 11 ).

Недостатки известного устройства определяются его значительной сложностью и низкой эксплуатационной надежностью. Кроме того, вследствие возможной деполяризации света невысокой оказывается и точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения высокого напряжения, содержащее источник и приемник света, между которыми установлен модулятор, подключенный к цепи контролируемого напряжения.

В этом устройстве модулятор выполнен поляризационным и снабжен дополнительным уголковым отражателем. В. состав устройства входят также делитель напряжения, оптическая насадка с поляризационной призмой, фазовой пластиной, телескопической системой, линзой, световодом и светофильтром (2 ).

Основной недостаток указанного устройства заключается в его существенной сложности. Кроме того, известное устройство может использоваться только для измерения постоянного напряжения.

Цель изобретения - упрощение подобного измерительного устройства и расщирение его функциональных возможностей в плане воэможности

91 7000 контроля как постоянного, так и переменного напряжений.

Пеставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения высокого напряжения, содержащем источник и приемник света, между которыми установлен модулятор, подключенный к цепи контролируемого напряжения, модулятор выполнен в виде герметической камеры из диэлектрического материала, в центре которой размещена насаженная на металлическую ось вращения крыльчатка с двумя металлическими полуцилиндрическими лопастями, перпендикулярными к оси вращения, а в одно иэ отверстий пропущен вспомогатель.ный электрод, причем источник света укреплен в другом отверстии камеры, приемник света установлен у окна ка- меры на противоположной от источника света стороне, один иэ проводов цепи контролируемого напряжения электрически связан с осью вращения крыльчатки, а другой — с вспомогательным электродом.

На фиг. 1 схематически изображена конструкция предлагаемого устройства для измерения высокого напряжения,> вид сверху в разрезе, на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 принцип действия модулятора.

Главным составным узлом устройства является модулятор, расположенный на стороне высокого напряжения. Его основу составляет двухлопастная крыльчатка 1 (фиг.1 и 2), изготовленная из легкого металла, например, алюминия. Крыльчатка 1 содержит втулку

2 с держателями 3 лопастей 4. Лопасти 4 имеют форму полуцилиндра, образующие поверхности которого проходят перпендикулярно оси вращения крыльчатки - металлическому стержню 5, на который насажена втулка 2. Втулка

2 опирается на торец подставки 6, через которую проходит стержень 5.

Подставка б выполнена из диэлектрика., например фторопласта, в форме двух0 ступенчатого цилиндра. Подставка 6

4 о закреплена в центре основания 7 герметической камеры 8, заполненной воздухом. Камера 8 изготовлена из диэлектрического материала и имеет прямоугоЪьную форму. В боковой стенке 9 камеры 8 имеется отверстие 10, в котором закреплена трубка ll. В основании 12 трубки 11 находится вспоS

1Е

2S

35 ю

D могательный электрод 13. Стержень 5 электрически связан с одним иэ проводов 14 цепи контролируемого напряжения, а электрод 13 - с другим ее проводом 15. В боковой стенке 16 камеры 8 имеется отверстие 17, в котором закреплена трубка 18. Внутри трубки 18 находится источник света, состоящий, например, из электрической лампочки 19 и оптического конденсора 20. Электрическая лампочка 19 может быть запитана либо от автономного источника, либо через делитель напряжения от цепи контролируемого напряжения. Оптический конденсор 20 предназначен для формирования направленного пучка света

21. На противоположной от источника света стороне 22 камеры 8 имеется окно 23, закрытое оптическим стеклом 24.

На потенциале земли находится приемный блок, включающий детектор

25 светового излучения, усилитель 26, частотомер 27 и индикатор 28.

Под действием высокого напряжения в камере 8 происходит тихий электрический разряд, в процессе которого внутри камеры 8 образуется большое количество ионов обоих знаков. Если крыльчатка 1 находится под отрицательным потенциалом отрицательные ионы 29 стекают с торцов лопастей 2 (фиг.3) и устремляются к электроду

13, находящемуся под положительным потенциалом. Положительные ионы 30 притягиваются поверхностью лопастей

2 крыльчатки 1. При своем движении положительные ионы 30 увлекают частицы 31 воздуха, в результате чего образуется, так называемый, электрический ветер, воздействующий на поверхность лопастей 4. При этом внутренняя поверхность 32 полуциликдра каждой лопасти 4, в силу выбранной геометрической формы, испытывает большее давление, чем ее внешняя поверхность 33, в результате чего крыльчатка 1 начинает вращаться вокруг оси 5. Скорость вращения крыльчатки 1 зависИт от электрического потенциала, приложенного к ней. При вращении крыльчатки i ее лопасти 4 модулируют световой луч 21. Модулированный световой поток воспринимается детектором 25, который преобразует пульсирующий свет в электрически4 сигнал, поступающий на вход уси25

Формула изобретения

5 " 917 лителя 26. После усиления электри" ческий сигнал вводится в частотомер

27, на выходе которого находится индикатор 28, например цифровой.

Чем выше контролируемое напряжение, тем большей оказывается скорость вращения крыльчатки 1 и частота модулированного светового и электрического сигналов, что и оценивается частотомером 27. Привязка показаний 1о индикатора 28- к величине контролируемого напряжения производится предварительно при.калибровке устройства по тестовому высоковольтному источнику. !3

Использованная модуляция светово" го потока на основе аэроионодинами" ческого эффекта обеспечивает простую и надежную в работе конструкцию измерительного устройства, которое в го этом случае оказывается пригодным для контроля как постоянного, так и переменного напряжений, Устройство для измерения высокого . напряжения, содержащее источник и приемник света, между которыми уста- зв новлен модулятор, подключенный к

100 6 цепи контролируемого напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и расширения функциональных возможностей, модулятор выполнен в виде герметической камеры из диэлектрического материала, в центре которой размещена насаженная на металлическую ось вращения крыльчатка с двумя металлическими полуцилиндрическими лопастями, перпендикулярными к оси вращения, а в одно иэ отверстий пропущен вспомогательный электрод, причем источник света укреплен в другом отверстии камеры, приемник света установлен у окна камеры на противоположной от источ-. ника света стороне, один из проводов цепи контролируемого напряжения электрически связан с осью вращения крыльчатки, а другой - с вспомогательным электродом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Хебнер P.Ý. и др . Оптические методы измерения электрических параметров при высоких напряжениях. . Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. 1977, т. 65, И 11, с. 6.

2. Авторское свидетельство СССР

М 210836, кл. G 01 R 15/02, 1966.

Составитель Л.Морозов

Редактор Н.Гришанова Техред А. Ьабинец Корректор С. Шекмар

Заказ 1880/64 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам иэобретений и открытий

113035 Иосква, 3-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4