Устройство для регистрации напряжения в высоковольтных электроустановках

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения напряжения в высоковольтных электрических сетях и электроустановках с разнопотенциальными токоведущими частями. Цель изобретения - повышение точности регистрации напряжения. Устройство содержит основную антенну 4, расположенную под контролируемой токоведущей частью 1 и подключенную к земле через конденсатор 7, согласующий резистор 9, измерительный кабель 11, RC - цепочки 14 и 15, образующие выходной делитель напряжения, и регистрирующий прибор 16. В устройство также дополнительно введены вспомогательные антенны 5 и 6, расположенные под соседними токоведущими частями 2 и 3, присоединенные к земле через конденсатор 8, и согласующий резистор 10. В результате введения вспомогательных антенн 5 и 6 и соответствующих электрических связей их с землей и измерительным кабелем 11 обеспечивается компенсация влияния соседних токоведущих частей 2 и 3 на основную антенну 4, что существенно повышает точность регистрации напряжения на контролируемой токоведущей части 1. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

С0ЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5)) 4 G О) R ) 5/Î4 и ЕСОЮ

ИТЕНТН- 1

Е.:. Б :И

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0> 0 О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flo иэОБРетениям и ОТКРытиям

ПРИ ГКНТ СССР (2) ) 4352826/24-2) (22) 31.12.87 (46) 23.12.89. Бюл. У 47 (7) ) Всесоюзный электротехнический институт им. В.И.Ленина (72) А.С.Субачев (53) 62) .317.7(088.8) (56) Шваб А. Измерения на высоком напряжении. 11 ° : Энергоатомиэдат, 1983, с. 71 и 99, рис. 74 н )14.

Там же, с.72 и 82, рис. 92. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ PEI PCTPAUHH НАПРЯЖЕНИЯ В ВЫСОКОВОЛЪТНЫХ ЭЛЕКТРОУС ТАНО ВКАХ (57) Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано для измерения напряжения в высоковольтных электрических сетях и электроустановках с разнопотенциальными токоведущими частями.

Цель изобретения — повипение точности регистрации напряжения. Устройство содержит основную антенну 4, расположенную под контролируемой токоведущей частью 1 и подключенную к земле через конденсатор 7, согласующий резистор 9,.измерительный кабель 1), RC-цепочки 14 и )5, образующие выходной делитель напряжения, и регистрирующий прибор 16. В устройство также дополнительно введены вспомогательные антенны 5 и 6, расположенные под соседними токоведущими

1531003 частями 2 и 3, присоединенные к земле через конденсатор 8, и согласующий резистор 10. В результате введения вспомогательных антенн 5 и 6 и соответствующих электрических связей их с землей и измерительным кабелем

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано для измерения напряжения в высоковольтных электрических 15 сетях и электроустановках с разнопотенциальными токоведущими частями.

Цель изобретения — повышение точности регистрации напряжения на контролируемой токоведущей части эа счет 20 компенсации влияния соседних раэно,потенциальных токоведущнх частей .

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для регистрации напряжения в высоковольтной электроустанов- 25 ке с тремя разнопотенциальными токоведущими частями; на фиг. 2 и 3— конструкции антенн.

Устройство (фиг.1 ) содержит расположенные под соответствующими 30, разнопотенциальными токоведущими частями 1-3 высоковольтной электроустановки, например проводами фаз Р.|В и

С трехфазного распредустройства, антенны 4-6, конденсаторы 7 и 8, согласующие р-резисторы 9 и 1С, измерительный кабель 11, имеющий проводники 12 и 13, RC-цепочки 14 и 15 и регистрирующий прибор 16. Антенна 4, расположенная под контролируемой токове- 40 душей частью 1, является основной и через конденсатор 7, с которым она образует высоковольтный делитель напряжения, соединена с землей, и одновРеменно через согласующий резистор 45

9 подключена к началу проводника 12 измерительного кабеля 1 1. Антенны 5 и 6, расположенные под соседними токоведущими частями 2 и 3, являются вспомогательными и через конденсатор

8 подключены к земле, а через согласующий резистор 10 соединены с началом проводника 13 измерительного кабеля 11. К концам проводников 12 и 13 измерительного кабеля 11 подключены две соединенные последовательно PCцепочки 14 и 15, каждая из которых выполнена в виде включенных последовательно резистора и конденсатора.

11 обеспечивается компенсация влияния соседних токоведущих частей 2 и

3 на основную антенну 4, что существенно повышает точность регистрации напряжения на контролируемой токоведущей части 1 . 3 ип.

RC-цепочки 14 и 15 образуют выходной делитель напряжения, к одному плечу которого, например, образованному RCцепочкой 14, подключен регистрирующий прибор 16, например осциллограф.

В качестве измерительного кабеля 11 может быть использован радиочастотный с имметричный или коаксиальный кабель. Антенны 4-6 могут быть, например, выполнены каждая в виде ряда проводников, изолированных от земли и соединенных между собой. Антенны могут быть прикреплены, например, к опоре, порталу или подставке опорного изолятора или какого-либо электрического аппарата высоковольтной электроустановки (фиг.2 а,б) . При этом на общей опоре могут располагаться основная антенна 4 устройства, регистрирующего напряжение токоведущей части 1 и вспомогательные антенны 17 и 18 аналогичных устройств, регистрирующих напряжение соседних токоведущих частей 2 и 3 (вспомогательные антенны 5 и 6 предлагаемого устройства, регируюшего напряжение токоведущей части 1, на фиг.2 а,б не показаны, так как располагаются на других аналогичных опорах, ближайших к токоведущим частям 2 и 3). Проводники 19 (фиг,2 б), образующие антенны, могут быть прикреплены к изолирующим штангам 20, которые, в свою очередь„ крепятся к опоре. Проводники 19 основнои антенны 4 соединены между собой и с помощью проводника

21 подключены к конденсатору 7. Проводники 19 вспомогательных антенн 5 и 6 (фиг.1), как и вспомогательных антенн 17 и 18 аналогичных устройств, регистрирующих напряжения сосед-, них токоведущих частей 2 и 3, выполняют изолированными друг от друга. С помощью перемычек 22 (фиг. 2 б) проводники вспомогательных антенн могут объединяться между собой в две группы, одна иэ которых заземляется проводником 23, а другая проводником 24

1531003

55 соединяется с конденсатором 8. Площадь S> каждой вспомогательной

Ьсе антенны по отношению к площади S ö основной антенны может быть приближенно определена, как где  — расстояние между токоведущей частью, напряжения которой .регистрируется, и токоведущей частью, под которой расположена вспомогательная антенна, Н - высота токоведущих частей над землей, е — основание натуральных логарифмов.

В процессе настройки устройства рабочую площадь вспомогательных антенн регулируют изменением числа включенных проводников 19.

Устройство работает следующим образом.

Каждая антенна имеет емкостную связь со всеми частями электроустановки. Емкость между антенной и токоведущей частью тем большем, чем больше площадь антенны и чем ближе она расположена к токоледущей части. С увеличением высоты над землей емкость антенны по отношению к земле пропорционально уменьшается, но во столько же раз увеличивается ее потенциал, обусловленный действием токоведущей части.

Потенциал основной антенны 4 (фиг.l), обусловленный действием соседних токоведущих частей 2 и 3, являющийся источником погрешностей, быстро убывает с увеличением расстояния между этой антенной 4 и соседними токоведущими частями 2 и З.Если это расстояние в 3 раза превышает высоту соседних токоведущих частей 2 и 3 над землей, то потенциал антенны 4, обусловленный действием этих токоведущих частей, составляет менее одного процента по отношению к ,L потенциалу, обусловленному действием контролируемой токоведущей части 1, расположенной над антенной 4. Таким образом, вспомогательные антенны 5 и 6 для компенсации посторонних потенциалов следует устанавливать под соседними с контролируемой токоведущими частями 2 и 3, когде их расстояние от антенны 4 по горизонтали не превышает трехкратной высоты их над землей. При этом потенциал проводника 12 измерительного кабеля 11, связанного с основной антенной 4, определяется потенциалом всех токоведущих частей 1-3, но в большей степени — потенциалом токоведущей части I, под которой расположена антенна 4.

Потенциал проводника 13 измерительного кабеля 11 также определяется потенциалом всех токоведущих частей 1-3, но в большей степени потенциалом соседних токоведущих частей

2 и 3, расположенных соответственно над вспомогательными антеннами 5 и

6, связанными с этим проводником измерительного кабеля. При этом напряжение на выходном делителе, образованном RC-цепочками )4 и 15, равно разности потенциалов проводников 12 и 13 измерительного кабеля 11. Если выделить из потенциала каждого проводника 12 и 13 измерительного кабеля ll полезную составляющую, источником которой является контролируемая токоведущая часть !, то полезный сигнал на выходном делителе будет представлять собой разность полезных составляющих потенциалов проводников

12 и 13 измерительного кабеля 11. В силу этого полезный сигнал ослабляется, но это ослабление не превышает

10-20%- в зависимости от расстояния между токоведущими частями 1-3, поскольку подавляющая часть полезной составляющей потенциала приходится на проводник 12 измерительного кабеля 11. В то же время происходит более эффективное ослабление постороннего потенциала, поскольку на проводнике 13 измерительного кабеля 11 он обусловлен действием вспомогательных антенн 5 и 6, имеющих более сильную емкостную связь с источниками постороннего потенциала — соседними токоведущими частями 2 и 3, чем связь с ними основной антенны 4, с которой посторонний потенциал попадает на проводник 12 того же измерительного кабеля II. Поэтому в зависимости от соотношения (1) размеров (площадей) антенн 4-6 и емкостей конденсаторов

7 и 8 посторонние составляющие потенциала проводника 12 измерительноного кабеля 11 могут быть как меньше, так и больше посторонних составляющих потенциала проводника 1 3 изме рительного кабеля 11. При соответствую1531003 щем выборе параметров этих элементов устройства посторонние составляющие потенциалов проводников 12 и 13 измерительного кабеля ll уравниваются по величине и взаимно компенсируются.

Для исключения искажений полезного сигнала, поступающего на регистрирующий прибор 16, пропорционалъного йапряжению на контролируемой токоведущей части 1, величины емкостей С и С конденсаторов 7 и 8, емкостей С 4 и С, конденсаторов ВСцепочки 14 и 15, сопротивлений Р и

R согласующих резисторов 9 и 10, вол-15 нового сопротивления l < измерительного кабеля 11, его емкости Ск, а также сопротивлений R 4, и Р, резисторов RC-цепочек 14 и 15 выбирают из условий 20

С СЬ С <4 С1з

Ст + С С 4 + С,э

+ Rlo = R 4 + R<< = Z„(3) к (4) (5 Зо

Таким образом, предлагаемое устройство эа счет компенсации влияния соседних с контролируемой токоведущих частей высоковольтной электроустановкиЗ5 обеспечивает по сравнению с известным повышение точности регистрации напряжения на контролируемой токоведущей части.

Формула из обре тения

Устройство для регистрации напряжения в высоковольтных электроустановках с разнопотенциальными токоведущими частями, содержащее высоковольтный делитель напряжения, высоковольтное плечо которого выполнено в виде антенны, расположенной под контролируемой токоведущей частью, а низковольтное плечо— в виде конденсатора, включенного между антенной и землей, измерительный кабель, начало первого проводника которого через первый согласующий резистор подключено к низковольтному плечу делителя, и подключенные к концам первого и второго проводников измерительного кабеля по меньшей мере одну RC-цепочку и включенный параллельно ей регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целъю повышения точности регистрации напряжения на контролируемой токоведущей части,в него введены дополнительный конденсатор, второй согласующий резистор и дополнительные антенны, расположенные под соседними разнопотенцнальными токоведущими частями электроустановки, причем дополнителъные антенны через дополнительный конденсатор присоединены к земле и одновременно через второй согласующий резистор подключены к началу второго проводника измерительного кабеля.

1531003

LPuz3

Составитель С. Вейский

Редактор А. Козориз Те хр ед И. дидык

Корректор Т.1 алец

Заказ 7948/45 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101