УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЦЕПЯХ Советский патент 1969 года по МПК G01R15/24 G01R13/40 

Известны устройства для измерения напряжения в высоковольтных цепях, работа которых основана на способе передачи информации с высокого потенциала на потенциал земли с помощью световых лучей. Они содержат модулятор света, расположенный на стороне высокого напряжения и подключенный к точкам, между которыми измеряется напряжение, и приемно-передающую систему, находящуюся под потенциалом земли и состоящую из источника света, оптической системы, фотоприемника и измерительного прибора. Однако эти устройства имеют недостаточную надежность измерений в условиях постоянной вибрации или случайных сотрясений, обусловленную тем, что при вибрациях или сотрясениях одного из блоков системы (например, модулятора) нарушается соосность оптических систем блоков, в результате чего световой сигнал не поступает в фотоприемник; пониженную помехозащищенность, вызванную применением обычных источников света, дающих малую интенсивность полезного сигнала, сравнимую с уровнем помех; громоздкую конструкцию. Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что модулятор света снабжен уголковым отражателем, установленным на пути промодулированного светового луча; в качестве источника света использован оптический квантовый генератор непрерывного видимого излучения; оптическая система приемно-передающего блока снабл ена поляризационной призмой с прозрачной боковой гранью. Эти отличия позволяют повысить надежность измерения, чувствительность и помехозащищенность устройства, а также упростить конструкцию. Па чертеже изображена блок-схема описываемого устройства. Оно состоит из двух расположенных на большом изоляционном расстоянии, конструктивно не связанных между собой частей - высоковольтной и низковольтной. Высоковольтная часть установлена на стороне высокого напряжения вблизи исследуемого объекта и содержит делитель напряжения / и блок 2, включающий в себя модулятор света 3, соединенный кабелями 4 с низковольтным плечом делителя /, и уголковый отражатель 5. Пизковольтная часть - приемно-передающая система - расположена на потенциале земли и содержит источник света, в частности оптический квантовый генератор непрерывного видимого излучения 6, оптическую насадку 7, фотоприемник 8 и выходной измерительный индикатор 9. Оптическая насадка 7 состоит из поляризационной призмы W, установленной в положении максимального пропускания, по отношению к линейно-поляризованному излучению лазера фазовой

пластинки 11, телескопической системы 12, линзы 13, световода 14 и светофильтра 15.

Устройство работает следующим образом.

Свет от источника 6 формируется в оптической насадке 7 в пучок линейно-поляризованных параллельных лучей 16 и через воздушный промежуток 17 поступает в модулятор света 3, к которому прикладывается измеряемое напряжение от делителя напряжения 1. Под действием приложенного напряжения в модуляторе изменяется форма или направление (в зависимости от типа примененного модулятора) поляризации света. Свет, вышедший из модулятора, с помощью уголкового отражателя (тройного зеркала) 5 отражается обратно в модулятор, снова модулируется и в виде параллельного пучка 18 возвращается по первоначальному направлению в приемно-передающий блок. Пройдя телескопическую систему 12 и фазовую пластинку 11, обратный световой пучок попадет на поляризационную призму 10, выполняющую роль анализатора. Последний выделяет из модулированного пучка компоненту света с поляризацией, перпендикулярной поляризации исходного пучка, смещает ее в сторону от оптической оси и через прозрачную боковую грань пропускает на линзу 13. Интенсивность вышедшей из анализатора компоненты света оказывается промодулированной в соответствии с формой приложенного к модулятору напряжения. Фазовая пластинка 11 обеспечивает положение рабочей точки на середине линейного участка модуляционной характеристики модулятора.

Свет, собранный линзой 13, через светофильтр 15 по световоду 14, приемный торец которого установлен в фокусе линзы 13, поступает на фоточувствительный элемент фотоприемника 8, где преобразуется в фототок, измеряемый выходным прибором 9.

Описываемое устройство может быть использовано для измерения напряжения в высоковольтных цепях, не имеющих непосредственной связи с землей, в частности для измерения и осциллографироваиия напряжения на отдельных вентилях и мостах в многомостовых преобразовательных установках на подстанциях линий электропередачи (ЛЭП) постоянного тока.

Предмет изобретения

1.Устройство для измерения напряжения в высоковольтных цепях, например в цепях высоковольтных преобразовательных установок,

основанное на способе передачи информации с высокого потенциала на потенциал земли с помощью световых лучей, содержащее модулятор света, расположенный на стороне высокого напряжения и подключенный непосредственно или через делитель напряжения к точкам, между которыми измеряется напряжение, и приемно-передающий блок, находящийся под потенциалом земли и состоящий из источника света, оптической системы, фотоприемника и измерительного прибора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности измерений и чувствительности, модулятор света снабжен уголковым отражателем, установленным на пути промодулированного светового луча.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения высокой помехозащищенности, в качестве источника света использован оптический . квантовый генератор

непрерывного видимого излучения.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения потерь света, оптическая система приемно-передающего блока снабжена поляризационной призмой с прозрачной боковой гранью.

Г/