Устройство для измерения электрических напряжений в высоковольтных сетях Советский патент 1957 года по МПК G01R19/00 

Изобретение представляет собой дальнейшее усовершенствование устройства для измерения электрических напряжений в высоковольтных сетях по авт. св. № 99753.

В изобретении по авт. св. № 99753 для дистанционного измерения напряжений в высоковольтных сетях используется пучок поляризованных лучей монохроматического света, который пропускается через световой модулятор, управляемый измеряемой величиной и поворачиваюш,ий плоскость поляризации света на угол, соответствующий значению измеряемой величины. Затем пучок света пропускают через второй поляроид, преобразующий изменения угла плоскости поляризации в изменения интенсивности света. В качестве приемника света применяется фотоэлемент, по величине фототока которого судят о значении измеряемой величины.

Основным недостатком этого устройства является зависимость точности измерений от стабильности питающих источник света и фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) напряжений и изменение чувствительности ФЭУ со временем.

В описываемом зависимом изобретении этот недостаток устранен тем, что в схему установки введен второй «световой модулятор, назначением которого является компенсация поворота плоскости поляризации первого (измерительного) модулятора, благодаря чему вторичный ток зависит только от компенсирующего угла поворота плоскости второго модулятора и колебания исходного светового потока источника света не оказывают влияние на точность измерения. Для осциллографирования формы кривой при измерении переменных токов применена балансная схема включения фотоусилителей.

На фиг. 1 показана компенсационная схема фотомагнитоэлектрического преобразователя, входящая в состав устройства для измерения электрических напряжений в высоковольтных цепях.

Световой поток источника света /

поляризуется поляризатором 2 и проходит через световой модулятор 3. Обмотка светового модулятора 3 питается через выпрямитель 4 и благодаря этому измеряемый ток /1 в обмотке модулятора поворачивает плоскость поляризации света только в одном направлении. Далее, световой поток проходит второй модулятор 5 и через второй поляризатор 6 (анализатор) попадает па фотокатод 7 фотоэлемента умножителя (ФЭУ). Плоскость поляризации анализатора 6 повернута относительно плоскости поляризации поляризатора 2 на 90° (поляроиды скрещены), следовательно, при отсутствии тока /1, фотокатод ФЭУ не освещается. Нагрузочное сопротивление ФЭУ приключено к управляющей сетке лампы 8, включенной в цепь обмотки второго модулятора 5. Нагрузка подключается к клеммам /2.

Отрицательное смещение на сетке лампы запирает ламну и ток через нагрузку не проходит.

Возникновение тока 1 в измеряемой цепи вызывает пропорциональный этому току поворот плоскости поляризации света, засветку фотокатода 7 ФЭУ, появление вследствие этого положительного напряжения на сетке лампы и прохождение тока /2 через нагрузку. Этот ток в модуляторе 5 в определенной степени компенсирует поворот плоскости поляризации, вызванный измеряемым током /1.

Углы поворота плоскостей поляризации светового потока в модуляторах 5 и 5 противоположны и по своей величине близки друг другу. Вследствие этого соотношение между первичным /1 и дторичным /2 токами остается постоянным и, в известных пределах, не зависящим от колебаний питающего напряжения источника света, вспомогательных устройств и изменения чувствительности ФЭУ.

Та же схема с балансным включением фотоусилнтелей приведена на фиг. 2.

Поляризованный световой поток,

после прохождения через первый 3 и второй 5 модуляторы, разделяется на две части и каждая половина через свой анализатор 6 попадает на фотокатоды ФЭУ. Плоскости поляризации анализаторов 6 не совпадают и установлены так, что у одного ФЭУ угол менсду плоскостями поляризации анализатора 6 и поляризатора 2 на некоторую величину угла, больще 90°, а у другого на такую же величину меньше.

Таким образом, при отсутствии тока в первичной обмотке универсального фотоэлектрического трансформатора тока (обмотка лервого модулятора 3) небольшие, одинаковые световые потоки, попадающие на ФЭУ, вызывают одинаковые отрицательные напряжения на сетках ламп, и ток в цепи обоих контуров, практически, равен нулю и не вызывает изменения угла поляризации света после второго модулятора.

При возникновении тока в обмотке первого модулятора 3, поворот плоскости поляризации света, в зависимости от направления тока, вызывает на одном из ФЭУ увеличение светового потока, на другом - уменьшение. Последнее вызывает уменьшение отрицательного напряжения на сетке лампы и, следовательно, возникновение тока в одной из обмоток модулятора 5, компенсирующего, в известной мере, угол поворота плоскости поляризации в модуляторе 3. При изменении направления тока работает другая ламна, и другая обмотка модулятора 5 компенсирует поворот плоскости поляризации в другом направлении.

При наличии перемычки между клеммами Л и 5 и включении нагрузки на клеммы А и Б приемника, в цепи нагрузки протекает ток одного направления, изменяющийся аналогично изменениям первичного тока в течение положительного и отрицательного полупериода.

При необходимости осциллографирования кривой первичного тока, на вторичной стороне между клеммами А, Б и Б, В включаются

-равные сопротивления или первичная обмотка измерительного трансформатора.

Предмет изобретения

1. Устройство для измерения электрических напряжений в высоковольтных сетях по авт. св. № 99753, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, введен второй «световой модулятор, компенсирующий колебания исходного светового потока источника света.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности осциллографирования форл1ы кривей при измерении переменных токов, применена балансная схема включении фотоусилителей.

i:-, S ©