Устройство для измерения напряженности импульсного электрического поля по трем ортогональным направлениям

(6 не змери- пользоляОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛА,М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ САНИЕ ИЗ ВТОРСНОМУ СВРЩ 1) 1049833(71) Харьковский политехнический институт им. В,И,Ленина(56) Авторское свидетельство СССР1049833, кл. С 01 К 29/12, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ПО ТРЕМ ОРТОГОНАЛЫ 1 ЬМ НАПРАВЛЕНИЯМ(57) Изобретение относится к и тельной технике, может быть ис вано для измерения напряженности импульсных электрических полей и яв ется дополнительным к авт, свид.1049833. Целью изобретения является расширение частотного диапазона,Я 0128863 измерении за счет компенсации влияния емкостей кабелей, соединяющих измерительный преобразователь с блоком индикации, на частотную характеристику устройства в области высоких частот. Устройство содержит измерительный преобразователь, выполненный в виде металлической сферы 1 и металлической оболочки 2, охватывающей металлическую сферу с которым зазором, заполненным диэлектриком, Для достижения поставленной цели устройство дополнительно снабжено проводящими штырями 3, установленными с возможностью их продольного перемещения в изолирующих втулках 4, Причем проводящие штыри 3, расположенные по одной и той же оси ортогональной системы координат, , попарно подключены к соответствующим входам блока индикации (на чертеже не показан). 1 ил,1288632 2штыри 3 с соответствующими дифференциальными входами блока индикации.Устройство работает следующим образом.Измерительный преобразователь помещают в зону действия импульсногоэлектрического поля. При этом междуэлектродами измерительного преобразователя, образованными частями ме 10 таллической оболочки 2, возникаетразность потенциалов, которая связана с напряженностью измеряемого импульсного электрического поля соотношениями15 координат, - амплитуды составляющих вектора на 1Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения напряженности импульсных электрических полей и является усовершенствованием устрой ства по авт. св. Р 1049833.Целью изобретения является расши рение частотного диапазона измерений за счет компенсации влияния емкостей кабелей, соединяющих измерительный преобразователь с блоком ин дикации, на частотную характеристику устройства в области высоких час тот.На чертеже изображена конструкция предлагаемого устройства.Устройство содержит измерительный преобразователь, выполненный в виде металлической сферы 1 и металлической оболочки 2, охватывающей металлическую сферу 1 с некоторым зазором, заполненным диэлектриком. Металлическая оболочка 2 разделена на шесть одинаковых по Форме, изолированных друг от друга частей, расположенных симметрично по осям ортогональной системы координат с началом, совпадающим с центром металлической сферы 1. По осям той же ортогональной системы координат в металлической сфере 1 установлены проводящие штыри 3, изолированные от металлической сферы 1 с помощью изолирующих втулок 4. При этом проводящие штыри 3 имеют возможность 35 продольного перемещения во втулках 4, что позволяет изменять высоту выступающей наружу металлической сферы 1 части каждого проводящего штыря 340Части металлической оболочки 2 и проводящие штыри 3, расположенные на одной и той же оси ортогональной системы координат, попарно подключены коаксиальным кабелем к соответ ствующим дифференциальным входам блока индикации (не показан), а металлическая сфера 1 подсоединена к его общей шине. Высоту выступающих наружу металлической .сферы 1 частей про водящих штырей 3 устанавливают такой, чтобы емкость между каждым проводящим штырем 3 и соответствующей частью металлической оболочки 2 была равна емкости кабеля, соединяющего 55 расположенные на одной оси ортогональной системы координат части металлической оболочки 2 и проводящие Ч 10 Е Ч =10 - -Е Ч =10 Е Й Й, Й Х с кф з Я. цС ю,где Ч, Ч, Ч - разность потенциалов, возникающая между частями металлической оболочки 2, расположенных по осям Х, У и Е ортогональной системы пряженпости импульсного электрическогополя по осям Х, Уи Е ортогональнойсистемы координат;С - диэлектрическая проницаемость диэлектрика, заполняющегопространство междуметаллической сферой 1 и металлической оболочкой 2;Й - расстояние междуметаллической сферой 1 и металлической оболочкой 2.Под действием разности потенциалов Ч, Чи Ч возникают токи, которые от частей металлической оболоч-. ки 2, расположенных на одной и той же оси Х, У и 2 ортогональной системы координат, поступают по коаксиальным кабелям на соответствующие дифференциальные входы блока индикации и являются мерой соответствующих составляющих Е , Еи Е напряУ. женности контролируемого импульсного электрического поля. При этом за счет равенства емкости проводящих штырей 3 относительно соответствующих час3 1288632 тей металлической оболочки 2 емкости коаксиальных кабелей, соединяющих части металлической оболочки 2 с дифференциальными входами блока индикации, измерительный преобразователь оказывается нагруженным по каждому ортогональному выходу .на частотно- независимый (емкостно-омический) делитель напряжения, что существенно расширяет частотный диапазон измере ния в области высоких частот и позволяет регистрировать сигналы импуль сного электрического поля с длительностью фронта в единицы наносекунд.Использование предлагаемого уст ройства позволяет в шйроком диапазоне частот получить достоверные величину и направление вектора напряженности импульсного электрического поля, например, вблизи высоковольтных 20 распределительных устройств. Это дает возможность затем оптимально расположить защитную аппаратуру, что особенно важно при импульсных электрических полях с фронтом в единицы 25 наносекунд. Оптимальное расположение защитной аппаратуры в свою очередь обеспечивает снижение числа ееложных срабатываний. Формула изобретения Устройство для измерения напряженности импульсного электрического поля по трем ортогональным направлениям по авт. св. Р 1049833, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона измерения в области высоких частот, оно дополнительно снабжено проводящими штырями, установленными с воэможностью их.продольного перемещения в изолирующих втулках, закрепленных в металлической сфере и расположенными симметрично по осям ортогональной системы координат с началом,совпадающим с центром металлической сферы, причем проводящие штыри, расположенные по одной и той же оси ортогональной системы координат, попарно подключены к соответствующим входам блока индикации. Составитель С. ВейскийРедактор А.Шандор Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар Заказ 7804/44 Тираж 752ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4