Стартовая >> Архив >> Измерения на высоком напряжении

Измерение импульсов при помощи ячейки Керра и светопровода - Измерения на высоком напряжении

Оглавление
Измерения на высоком напряжении
Общие вопросы осциллографирования
 Измерительные кабели
Помехи
Применение дифференциальных усилителей в схемах измерения
Фотографическая запись
Измерение импульсов высокого напряжения при помощи делителя напряжения и осциллографа
Генераторы импульсов для измерения переходной функции
Время нарастания импульса и время ответа
Влияние делителя напряжения на процессы в высоковольтном контуре
Компенсированные делители напряжения без учета индуктивностей и емкостей
Омические делители напряжения с учетом паразитных емкостей на землю
Низкоомные делители напряжения
Влияние подводящих проводов на переходную функцию емкостных делителей
Чисто емкостные делители напряжения
Демпфированные емкостные делители напряжения
Согласованное подключение низковольтной части емкостного делителя
Схема замещения в виде цепной линии
Измерение импульсов при помощи ячейки Керра и светопровода
Высокоомные сопротивления и делители напряжения  - измерение высокого напряжения
Электростатические вольтметры
Измерение действующих значений переменных напряжений - добавочные сопротивления и делители напряжения
Измерение действующих значений переменных напряжений - индуктивные трансформаторы напряжения
Измерение амплитуд импульсных, переменных и постоянных высоких напряжений шаровым разрядником
Измерение амплитуд высоких переменных и импульсных напряжений
Измерение амплитуд напряжения по Хубу и Фортескье
Измерение амплитуд - пик-вольтметры для переменного напряжения
Измерение амплитуд - импульсные пик-вольтметры
Измерения роторными и генерирующими вольтметрами
Измерение электростатических зарядов
Измерение больших быстропеременных токов электроннолучевым осциллографом
Чувствительность, образцовый конденсатор
Паразитные емкости и экранирование
Нуль-индикаторы
Измерение емкости и tg дельта у заземленных объектов
 Измерение частичных разрядов
Испытуемый объект с распределенными параметрами
Приборы для измерения величин частичных разрядов с помощью четырехполюсника связи
Другие способы измерения частичных разрядов

ИЗМЕРЕНИЕ ИМПУЛЬСОВ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СПОСОБОМ ПРИ ПОМОЩИ ЯЧЕЙКИ КЕРРА И СВЕТОПРОВОДА
Иногда импульсное напряжение, подлежащее измерению, подается на два зажима и между ними и землей имеется определенная разность потенциалов. Может быть также, что схема уже заземлена в другом месте или во время подачи импульса потенциал земли в рабочей цепи повышается, создавая разность потенциалов между землей рабочей цепи и землей измерительной цепи. В том и другом случаях потенциалы обоих зажимов отличаются от потенциала земли измерительной цепи и эта разность потенциалов проявляется в виде синфазного сигнала помех. Для его подавления можно, как это было рассмотрено ранее, с успехом использовать дифференциальный усилитель. При этом предполагается, что коэффициент синфазного подавления для амплитуды и частоты синфазного сигнала имеет достаточную величину. При синфазных сигналах с большой амплитудой необходимо перед входом дифференциального усилителя включать широкополосный делитель напряжения, который из-за своей неизбежной несимметрии сильно снижает коэффициент синфазного подавления, в частности, при высоких частотах. При малом коэффициенте синфазного подавления или там, где описанные выше способы подавления напряжения помех недостаточны, можно применить принцип электрического разделения рабочей и измерительной цепи, показанный на рис. 62 [Л. 24, 110]. Импульсы напряжения, подлежащие измерению, подают на зажимы ячейки Керра 1 [Л. 111 —114]. Оба поляризатора 2 скрещены, так что ячейка Керра заперта. Перед ячейкой находится источник света 3, питаемый постоянным напряжением. Луч света от этого источника направлен на переднюю сторону ячейки. Импульс напряжения, снимаемый с точек 4, создает между электродами ячейки Керра изменяющееся во времени электрическое поле, которое придает электрически поляризуемой жидкости, находящейся внутри ячейки, свойства двойного преломления и приводит тем самым к повороту плоскости поляризации. В зависимости от амплитуды приложенного напряжения устройство отпирается в большей или меньшей степени.

Рис. 62. Измерение высоких импульсных напряжений электрооптическим способом при помощи ячейки Керра и светопровода [Л. 24].


Рис. 63. Ячейка Керра для импульсных напряжений

Выходящий из ячейки луч света по светопроводу 5 передастся на катод фотоумножителя 6 и затем фиксируется электроннолучевым осциллографом 7. Светопровод (волоконная оптика) состоит из большого числа плотно спрессованных параллельных стеклянных волокон (несколько сот тысяч волокон на 1 см2). Каждое отдельное волокно окружено тонкой оболочкой из материала с небольшим коэффициентом преломления. Свет, падающий на торцевую поверхность волокна, вследствие полного внутреннего отражения от граничной поверхности между оптически более плотным материалом стеклянного волокна и материалом изолирующей оболочки проходит вдоль волокна и выходит из противолежащей торцевой поверхности. Хорошая электрическая прочность стекла обеспечивает изоляцию измерительного прибора от высокого напряжения.
Электроннолучевой осциллограф вместе с фотоэлектронным умножителем помещают в экранированной измерительной кабине 8 с сетевой блокировкой, что обеспечивает защиту от помех, поступающих по проводам либо индуцируемых в измерительной цепи. Наводки от тока в оболочке кабеля и электрических измерительных проводах здесь совершенно отпадают. Искровой промежуток 9 защищает ячейку от опасного повышения напряжения.
Ячейки Керра в настоящее время изготовляются для импульсных напряжений от нескольких десятков до 500 кВ (Л. 27] (рис. 63).

Ёмкость ячеек Керра порядка нескольких пикофарад, так что их подключение незначительно влияет на измеряемую цепь. Недостаток этого способа измерения состоит в том, что интенсивность луча света оказывается нелинейной

где Iо — интенсивность немодулированного луча света; k — постоянная Керра; l — длина пути света в ячейке Керра; Е — вектор напряженности электрического поля.
Поэтому полученные осциллограммы приходится расшифровывать графическим способом (Л. 25—27]. Погрешность при измерениях амплитудных значений не превышает нескольких десятых долей процента.



 
« Из истории развития электроэнергетики СССР   Инструментальное хозяйство монтажного управления »
электрические сети