Оптико-электронный трансформатор напряжения Советский патент 1984 года по МПК G01R13/40 H01F38/24 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении переменных и импульсных высоких напряжений.

Известен оптико-электронный трансформатор напряжения, содержащий установленные друг за другом в оптическом тракте источник монохроматического излучения, светоделитель, поляризатор, ячейку с основньгм оптическим каналом, связанным через плоскопараллельный конденсатор с цепью высокого напряжения, и дополнительным оптическим каналом, размещенным вне электрического поля последней, собирающую линзу, экран с отверстием, расположенный в фокально плоскости линзы, фотоприемник 1.

Недостаток этого устройства заключается в низкой точности измерени обусловленной зависимостью коэффициента трансформации от температурной и иных нестабильностей постоянной Керра заполняющего диэлектрика.

Цель изобретения - повышение точности измерения высоких напряжений.

Поставленная цель достигается тем что в оптико-электронный трансформатор напряжения, содержащий установленные друг за другом в оптическом тракте источник монохроматического излучения, светоделитель5 поляризатор, ячейку Керра с основным оптическим каналом, связанным через плоскопараллельный конденсатор с цепью высокого напряжения и дополнительным оптическим каналом, размещенным вне электрического поля последней, соби рающую линзу, экран с отверстием, расположенный в фокальной плоскости линзы, фотоириемник, введен источник образцового низкого напряжения, а дополнительный оптический канал в ячейке Керра снабжен плоскопараллельным конденсатором, обкладки которого соединены с потенциальным полюсом источника образцового низкого напряжения и с шиной нулевого потенциала.

На чертеже представлена функциональная схема оптико-электронного трансформатора напряжения.

В оптическом тракте последовательно друг за другом установлены источник 1 монохроматического излучения, светоделитель 2, поляризатор 3, ячейка 4 Керра с основным и дополнительным оптическими канапами, проходящими между обкладками плоскопараллельных конденсаторов 5 и 6, собирающая линза 7, экран 8 с отверстием, расположенный в фокальной плоскости линзы 7, фотоприемник 9. Основной оптический канал ячейки 4 Керра находи ся в электрическом поле цепи высокого напряжения и связан с ней с помощью плоскопараллельного конденсатора 5. В состав устройства входит также источник 10 образцового низкого напряжения, в электрическом поле которого размещен дополнительный оптический канал ячейки 4 Керра путем соединения обкладок плоскопараллельного конденсатора 6 с потенциальным полюсом источника 10 и шиной нулевог .потенциала.

Устройство работает следующим образом.

Луч света от источника 1 монохроматического излучения формируется светоделителем 2 в два параллельных пучка. Эти пучки проходят через поляризатор 3, который позволяет установить исходную поляризацию света относительно направления приложенных электрических полей, а затем - через диэлектрическую жидкость, заполняющую ячейку 4 Керра. По выходе из ; ячейки 4 Керра оба луча собираются линзой 7 и на экране 8 наблюдается интерференционная картина, обусловленная .разностью хода лучей.

При помощи поля образцового низкого напряжения источника 10 устанавливается исходная интерференционная картина, а при приложении поля цепи высокого напряжения интерференционная картина смещается из-за дополнительной разности хода, обусловленной эффектом Керра в диэлектрике. Если при этом размер отверстия в экране 8 оказывается сравнимьм с шириной интерференционной полосы, фотоприемник 9 регистрирует смещение полосы интерференции в виде последовательности импульсов.

Величина измеряемого высокого напряжения определяется выражением

.,км ,

где Ksd yrH/dH ft коэффициент

трансформации; Ufi - измеряемое высокое напряжение UH - образцовое низкое напряжение М - число импульсов, зарегистрированных фотоприемником 9, bt япины электродов плоскопараллельных конденсаторов 5 и 6 ячейки 4 Керра, вклю ченных на высоко и низкое напряже ние соответствен но a.,d - межэлектродные расстояния в конденсаторах 5 и 6 ячейки. Таким образом, в предлагаемом устройстве исключено влияние измене ния постоянной Керра заполняющего диэлектрика на коэффициент трансформации измеряемого параметра (в указанное выражение для определения U постоянная Керра не входит), Это обстоятельство положительно сказывается на точности измерения высокого напряжения. В связи с тем, что в предлагаемом устройстве измерение высокого напряжения осуществляется посредством определения образцового низкого напряжения, которое связано с высоким напряженим через геометрические размеры плоскопараллельных конденсаторов 5 и 6, обеспечивается исключение из схемы измерения и калибровки высоковольтнь х образцовых средств, что делает устройство более удобным в эксплуатации.

ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР НАПРЯЖЕНИЯ по авт. св. ||ГРГ;}т7 Г1а № 646261, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введен источник образцового низкого напряжения, а дополнительный оптический канал в ячейке Керра снабжен плоскопараллельным конденсатором, обкладки которого соединены с потенциальньгм полюсом источника образцового низкого напряжения и с шиной нулевого потенциала.