SU1149189A1 - Pickup for measuring electric field strength - Google Patents

Abstract

ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, содержащий сферический провод щий корпус, три пары электродов, размещенных симметрично на диаметрально противоположных участках сферического провод щего корпуса, изолированно от него и одна от другой и расположенных в пространстве так, что пр мые, соедин ющие их центры, взаимно ортогональны и пересекаютс  в центре сферического провод щего корпуса, кажда  пара электродов подсоединена к соответствующим входам дифференциальных интеграторов тока, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  неоднородных электрических полей, каждый электрод представл ет собой два несмежных участка сферы , заключенных между дугами двух больших кругов и дугой, образованной пересечением сферы с плоскостью, проход щей перпендикул рно радиусу (Л сферы, проведенному в точку пересечени  двух больших кругов, причем дуги б больших кругов, ограничивающих каждый указанньй несмежный участок сферы, равны, град , е 63,4. - 32,7УИ. где сЛ - заданна  максимальна  пог4i решность измерени  от неоднородносСО ти электрического пол  точечного зар да в односительных единицах. оо UDA SENSOR FOR MEASURING THE ELECTRIC FIELD TENSION, containing a spherical conductive body, three pairs of electrodes placed symmetrically in diametrically opposite parts of the spherical conductive body, isolated from it and one from the other and located in space so that the direct centers connecting them, mutually orthogonal and intersect at the center of the spherical conductive body, each pair of electrodes is connected to the corresponding inputs of the differential current integrators, characterized in that, with In order to improve the accuracy of measurement of non-uniform electric fields, each electrode consists of two non-adjacent areas of a sphere enclosed between arcs of two large circles and an arc formed by the intersection of the sphere with a plane passing perpendicular to the radius (L of the sphere held at the intersection point of two large circles, moreover, the arcs b of large circles bounding each indicated non-adjacent segment of the sphere are equal, deg, e 63.4 - 32.7 UI. where SL is the specified maximum measurement resolution from the inhomogeneity of the strength of the electric field of a point charge in singular units. oo UD

Description

11eleven

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении напр женности однородных и неоднородных электрических полей, например, под воздушньми лини ми электропередач и на подстанци х сверхвысокого нап р жени ,The invention relates to electrical measuring technology and can be used in measuring the strength of homogeneous and non-uniform electric fields, for example, under air lines and at ultra-high voltage substations,

Известен датчик дл  измерени  напр женности переменного электрического пол , содержащий два электрода , имеющих форму полусфер. Под действием электрического пол  между электродами возникает напр жение и S соедин ющей их цепи протекает ток, пропорциональный напр женности электрического пол , величина которого измер етс  СООднако датчик имеет большую погрешность при измерении неоднородных .полей.A sensor is known for measuring the voltage of an alternating electric field containing two electrodes having the shape of hemispheres. Under the action of an electric field between the electrodes, a voltage arises and the current S of the connecting circuit flows, which is proportional to the intensity of the electric field, the magnitude of which is measured by the CO. However, the sensor has a large error in measuring non-uniform fields.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  датчик дл  измерени  напр женности электрического пол , содержащий сферический провод щий корпус, три пары электродов , размещенных сгашетрично на диаметрально противоположных участках сферического провод щего корпуса изолированно от него и одна от другой и расположенных в пространстве так, что пр мые, соедин ющие их центры взаимно ортогональны и пересекаютс  в центре сферического провод щего корпуса, кажда  пара электродов подсоединена к соответствующим входам, дифференщ1апьных интеграторов тока С2 J.The closest technical solution to the invention is a sensor for measuring the intensity of an electric field, comprising a spherical conductive body, three pairs of electrodes placed horizontally in diametrically opposite parts of the spherical conductive body isolated from it and one from the other and located in space so that the direct centers connecting them are mutually orthogonal and intersect in the center of the spherical conductive body, each pair of electrodes is connected to the corresponding inputs diff C2 J Power Current Integrators

Однако известный датчик имеет большую погрешность при измеренных в неоднородных электрических пол х. Датчик вместе с измерительным устройством калибруетс  в однородном электрическом поле. После внесени  датчика в неоднородное поле возникает погрешность, обусловленна  иным, нежели в однородном поле, распределением зар дов на электродах.However, the known sensor has a large error when measured in non-uniform electric fields x. The sensor, together with the measuring device, is calibrated in a uniform electric field. After the sensor is inserted into a non-uniform field, an error arises due to a charge distribution on the electrodes other than in a uniform field.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  неоднородных электрических полей.The aim of the invention is to improve the accuracy of measurement of non-uniform electric fields.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в датчике дл  измерени  напр женности электрического пол , содержащем сферический провод щий корпус, три пары электродов, размещенных симметрично на диаметрально противоположных участках сферического про89JThis goal is achieved by the fact that in the sensor for measuring the intensity of the electric field containing a spherical conductive case there are three pairs of electrodes placed symmetrically in diametrically opposite sections of the spherical projectile.

вод щего корпуса, изолированно от него и друг от друга, и расположенных в пространстве таким образом, что пр мые, соедин ющие их центры взаимно ортогональны и пересекаютс  в центре сферического провод щего корпуса, кажда  пара электродов подсоединена к соответствующим входам дифференциальных интеграторов тока, каждый электрод представл ет собой два несмежных участка сферы, заключенных между дугами двух больших кругов и дугой, образованной пересечением сферы с плоскостью, проход щей перпендикул рно радиусу сферы, проведенному в точку пересечени  двух больших кругов, причем дуги © больших кругов,ограничивающих каждый указанньй несмежньм участокthe body, isolated from it and from each other, and located in space in such a way that the direct connecting centers are mutually orthogonal and intersect in the center of the spherical conductive body, each pair of electrodes is connected to the corresponding inputs of the differential current integrators, each the electrode is two non-adjacent portions of a sphere, enclosed between the arcs of two large circles and an arc formed by the intersection of the sphere with a plane passing perpendicular to the radius of the sphere, held exactly at the intersection of two great circles, and arcs of great circles © restricting each ukazanny nesmezhnm site

сферы, равны (град.) spheres are equal (deg.)

0 63,4 - 32,7/И , где cf - заданна  максимальна  погревиость измерени  от неоднородности электрического пол  точечного зар да в относительных единицах. На фиг, 1 представлен датчик дл  измерени  напр женности электрического пол  в трех проекци х; на фиг. его принципиальна  электрическа  схема.0 63.4 - 32.7 / And, where cf is the specified maximum measurement capacity due to the inhomogeneity of the electric field of a point charge in relative units. Fig. 1 shows a sensor for measuring the intensity of an electric field in three projections; in fig. its basic electrical circuit.

Основу датчика составл ет сфери }еский провод щий корпус 1, на поверхности которого изолированно от корпуса и друг от друга размещены три пары провод щих электродов 2-7.The basis of the sensor is a sphere with a conductive body 1, on the surface of which three pairs of conductive electrodes 2-7 are isolated from the body and from each other.

Сферический провод щий корпус датчика выполн ет роль общего электрода . Кажда  пара диш етрально противоположных провод щих электродов 2-3, 4-5, 6-7 может быть подК1иочена , например, к вход соответствующих дифференциальных интеграторов 8-10 тока..The spherical conductive sensor body acts as a common electrode. Each pair of diametrically opposed conducting electrodes 2-3, 4-5, 6-7 can be connected, for example, to the input of the corresponding differential integrators 8-10 current.

Провод щие электроды располагаютс  на рассто нии от корпуса много меньшем его радиуса и должны быть подключены к измерительным устройствам с низкосадньм входом. В качестве устройств с низкоомным вход могут быть использованы измерители тока или интеграторы тока. Последним отдаетс  большее предпочтение , так как выходной сигнал интегратора тока не зависит от частоты измер емого пол  и пропорционален индуцированньм на электродах датчик зар дам. сферические электроды выполнены с угловым размером, определ емьм соотношением 9 63,4 - 32,7Хи Указанные угловые размеры и форм электродов выбраны с учетом обеспечени  заданной точности измерени , максимальной чувствительности и возможности размещени  электродов на поверхности сферического провод щего корпуса. Датчик работает следующим образтзм. При помещении датчика в электрическое поле на его провод щих элект родах 2-7 индуцируютс  зар ды. Эти зар ды вызывают между каждым про94 вод щим электродом 2-7 и сферическим провод щим корпусом датчика 1 электрический ток. Токи с каждой пары диаметрально противоположных провод щих электродов 2-3, , 6-7 поступают на входа.1 соответствующих дифференциальных интеграторов 8-10 тока, на выходах которых формируютс  сигналы, пропорциональные разности зар дов с диаметрально противоположных провод щих электродов, т.е. пропорциональные трем составл ющим напр женности электрического пол . Таким образом, предлагаемые размеры и форма электродов повышают точность измерени  неоднородных электрических полей.Conductive electrodes are located at a distance of much smaller than the radius from the body and must be connected to measuring devices with a low-above entry. Current devices or current integrators can be used as devices with a low-impedance input. The latter is more preferred, since the output signal of the current integrator does not depend on the frequency of the measured field and is proportional to the charge sensor induced on the electrodes. The spherical electrodes are made with an angular size, defined by the ratio 9 63.4 - 32.7 Xi. The specified angular sizes and shapes of the electrodes are chosen to ensure a given measurement accuracy, maximum sensitivity and the possibility of placing the electrodes on the surface of the spherical conductive housing. The sensor works as follows. When a sensor is placed in an electric field, charges conducting are induced on its conductive electrons 2-7. These charges cause an electric current between each winding electrode 2-7 and the spherical conductive sensor body 1. Currents from each pair of diametrically opposed conducting electrodes 2-3, 6-7 enter the input.1 of the corresponding differential integrators 8-10 currents, the outputs of which form signals proportional to the difference in charge from diametrically opposite conducting electrodes, i.e. . proportional to the three components of the electric field intensity. Thus, the proposed size and shape of the electrodes improves the accuracy of measurement of non-uniform electric fields.

Claims (1)

2. Horvath Т., Clement G., Measurement of the distortion less electric field intensity of high voltage installations. Third international symposium on high voltage Engineering, Milan, 28-31, August, 1979, pp. 44.05/1-44.05/4. Перевод ВЦП № Г-21913М 1981 (прототип). (64)(57) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, содержащий сферический проводящий корпус, три пары электродов, размещенных симметрично на диаметрально противоположных участках сферического проводящего корпуса, изолиро ванно от него и одна от другой и расположенных в пространстве так, что прямые, соединяющие их центры, взаимно ортогональны и пересекаются в центре сферического проводящего корпуса, каждая пара электродов подсоединена к соответствующим входам дифференциальных интеграторов тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения неоднородных электрических полей·, каждый электрод представляет собой два несмежных участка сферы, заключенных между дугами двух больших кругов и дугой, образованной пересечением сферы с плоскостью, проходящей перпендикулярно радиусу сферы, проведенному в точку пересечения двух больших кругов, причем дуги & больших кругов, ограничивающих каждый указанный несмежный участок сферы, равны, град: 0= 63,4. - 32,7^.2. Horvath T., Clement G., Measurement of the distortion less electric field intensity of high voltage installations. Third international symposium on high voltage Engineering, Milan, 28-31, August, 1979, pp. 44.05 / 1-44.05 / 4. Translation of the VTsP No. G-21913M 1981 (prototype). (64) (57) SENSOR FOR MEASURING ELECTRIC FIELD STRESS, containing a spherical conductive housing, three pairs of electrodes placed symmetrically on diametrically opposite sections of the spherical conductive housing, isolated from it and one from another and located in space so that the straight lines connecting their centers are mutually orthogonal and intersect in the center of a spherical conductive housing, each pair of electrodes is connected to the corresponding inputs of differential current integrators, characterized in that, with integer In order to increase the accuracy of measuring inhomogeneous electric fields circles, bounding each specified non-adjacent portion of the sphere are equal, deg: 0 = 63.4. - 32.7 ^. где сЛ - заданная максимальная погрешность измерения от неоднородности электрического поля точечного заряда в односительных единицах.where SL is the given maximum measurement error from the inhomogeneity of the electric field of a point charge in monolithic units.