Способ индикации вращающегося электрического поля

(51)4 С 01 К 29/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЬ 1 Й НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР В 1166018, кл. С 01 К 29/08, 1983.Авторское свидетельство СССР В 718807, кл. С 01 К 29/08,(54) СПОСОБ ИНДИКАЦИИ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике, Цель иэобретения - повьпиение точности индикации и упрощение способа. В исследуемое эл. поле вводится электропроводящая сфера с размещенным на ней трехкоординатным датчиком 1. Затем сравниваются выходные сигналы датчика 1 между собой с помощью переключателя 2, усилителей 3 и 4 и фазового детектора 5. По результату их сравнения определяется характер поляризации эл. поля. Сравнение выходных сигналов датчика 1 осуществляется по фазовому сдвигу между одним из сигналов и двумя другими. При отличии хотя бы одного из фазовых сдвигов от 0 и 180 измерительным прибором 6 инднцируется вращающееся т.е. эллиптически поляризованное эл. поле, При равенстве фазовых сдвигово0 или 180 индицируется линейно поляризованное эл. поле. 4 ил.Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для индикации вращающегося электрического поля (ВЭП) промьппленной частоты нв подстанциях и открытых рвспределительнь 1 х устройствах (ОРУ).Цель изобретения - повьппение точности индикации и упрощения способа.Нв фиг. 1 изображена структурная схема, реализующая предложенный способ индикации; на фиг. 2 - схема ориентации электропроводящей сФеры с преобразователями в пульсирующем поле; на фиг. 3 - схема пространственкой ориентации датчика относительно эллиптическн поляризованного электрического поля; на фиг. 4 - схема, поясняющая формирование эллипса из двух гармонически изменяющихся ортогональных функций.Способ индикации вращающегося электрического поля, заключающийся в том, что в исследуемое электрическое поле вводят электропроводящую сферу с размещенным на ней трехкоординатньпч датчиком, сравкивают выходные сигналы датчика между собой ипо результату их сравнения определяют характер поляризации электрического поля, сравнение выходныхсигналов трехкоординатного датчикаосуществляют по фаэовому сдвигу между одним из них и двумя другими. Приотличии хотя бы одного из фазовыхсдвигов от 0 и 180 индицируют вращающееся электрическое поле. Привнесении электропроводящей сферыв пульсирующее электрическое поле(ПЭП) на двух ее половинах, ориентированных перпендикулярно направлению ПЭП, индицируются заряды противоположной полярности, как показанона фиг, 2, Пространственное распределение зарядов на поверхности электропроводящей сферы при неизменнойее ориентации остается постоянньм.Напряжение сигнала нв выходе любогопреобразователя датчика (например,А на фиг, 1), ориентированного подуглом 4 по направлению к векторусинусоидального изменяющейся напряженности электрического поляЦ1 Есоя = 1 ЕзпийсозЧд, (1)где Е - коэФФициент пропорциональности;1Е " мгновенное значение напряженности ПЭП, л35 Чв Мс 2лнув , В этом случае фазовый сдвигфуравнения (1), равек как следует из нулю е40 асРпь -пЧдс - О.Таким образом, при исследованиипульсирующего электрического поляс помощью предлагаемого способа фвзовые сдвиги между выходными сигналами преобразователей А, В и С могут быть только 0 или 180При внесении электропроводящейсферы во вращающееся электрическоеполе линия раздела полусфер с индицированньки на них зарядами проти" 50воположной полярности, начинает перемещаться по сфере с угловой частотой и вращения поля. Это приводитк тому, что между выходными сигналами преобразователей возникают дополнительные фаэовые сдвиги по сравнению с тем случаем, когда поле невращается. При сравнений фазовых сдвиговмежду сигналами П и Пп ( ЬЦдп), Уди 0(ьд) возможны следующие случаи.Пара преобразователей, выходные5 сигналы которых сравниваются, можетбыть расположена в части электропроводящей сферы, где индицированкыезаряды имеют одинаковую полярность(преобразователи А и В на фиг. 1):10лвЛ лИЮ Чп н и чи р Чп 2В этом случае, как видно из уравнения (1), выходные сигналы преобразователей отличаются только по ампли"15 туде, фазовый сдвиг ьщ, = О,Пара преобразователей, выходныесигналы которых сравниваются, можетбить расположена в частях сферы,где иидицированные заряды имеютпротивоположную полярность (преобруУэователи А и С на фиг, 1): (дс -,илил8Чс 2 или 94Чс-. В этом25 случае, как видно из (1), выходныесигналы преобразователей имеют противоположную полярность, т.е. фазовый сдвиг п - 18 О.Обе пары сравниваемых преобразоЗО вателей могут быть рвсположекы вчасти сферы, где индицированные эазряды имеют одинаковый знак: ц 1 с -фи гф1250990 4образования напряженности поля в электрические сигналы, пропорциональные соответствующим компонентам поля.Датчик выполнен в форме электропро 5 водящей сферы, на которой размещены- (св Я а - седале)ЕмоксЕммн ЬЦав= агсср,.2 с црЕ мин где Ца, Яв - долгота точек размещения преобразователей А и В на сферической поверхности, отсчитываемаяотносительно направления большойполуоси эллипса в плоскости.поляризации ВЭП.Иэ уравнения (2) видно, что фазовый сдвиг в зависимости от ориентации преобразователей изменяется отминимального значения, когда оба 15преобразователя лежат в одной плоскости большого круга сферы, перпендикулярной плоскости поляризации:Чдещ= О при Оа = Ое до максиб омального прн Ца = О, Ов = 90, когда ориентация преобразователей совпадает с направлением Еачас и Еминакс ав аПри других значениях Оя и О в Фазовый сдвиг имеет значения, промеожуточные между О и 90В том случае, когда в результатепроизвольной ориентации преобразователей в пространстве окажется,что углы цд = Ив и ЬЧав = О, фазогмювый сдвиг - Ф ь яО, так как преобразователь расположен в плоскости,перпендикулярной плоскости размещения преобразователей А, В и ЙсОае35Таким образом, использование дляиндикации вращающегося ЭП двух фазовых сдвигов Ьц ае и ь ц ас, исключаетв данном случае (при Йа =кке) ошибочную индикацию ВЭП как пульсирующего,Чтобы избежать такой ошибки индикации поляризации поля по результатуизмерения лишь одного фазовогосдвига (Ь а ), необходимо для провер ки дополнительно изменить ориентацию преобразователей, при которойбы ЯаЦ и затем вновь определитьфазовый сдВКГ ьсае ьНа Фиг. 1 изображены трехкоординатный датчик 1 с тремя преобразователямн напряженности А, В н С, переключатель 2, усилители 3 и 4,Фазовый детектор (ФД) 5, и измеря- .тельный прибор 6, 55Трехкоординатный датчик 1, состоящий иэ преобразователей трех компонент А, В и С, предназначен для преСдвиг Фаэ между сигналами во взаимно ортогональных координатных плоскост три конденсаторных преобразователя. Верхней обкладкой каждого преобразователя является металлический шаровой сегмент, изолированный от корпуса сферы диэлектриком.Выходы датчика соединены с двумя входами фазового детектора 5 через переключатель 2 и усилители 3 и 4. Переключатель 2 служит для подключения одного иэ выходов датчика (В или С) к входу усилителя 3, Усилители 3 и 4 предназначены для увеличения уровня выходных сигналов датчика, обеспечивающих нормальную работу ФД 5, который может быть реализован в виде синхронного выпрямителя по известной схеме последовательно соединенного ключа и нагрузочного сопротивления. Выход усилителя 3 соединен с входом переключателя 2При этом сигналы, поступающие на вход ФД 5 с выхода усилителя 4, служат для коммутации переключателя 2, сигналы, поступающие на вход ФД 5 с выхода усилителя 4, служат для коммутации переключателя 2. Выходной сигнал Фазового детектора 5 поступает на вход измерительного прибора 6 типа магнитоэлектрического микроампер- метра. Способ осуществляется следующимобразом,Датчик 1 вносят в исследуемоеэлектрическое поле. Переключатель 2устанавливают произвольно в одном иэположений, например В, Снимают отсчет с прибора 6, Если он равен илиблизок к нулю (й(д = 0), переключают в положение С, Если при этом отосчет остается равным 0 или 180то электрическое поле является пульсирукпцим. В противном случае индицируют вращающееся ЭП. При этом нетребуется точного измерения фазового сдвига. Достаточно обнаружить пострелочному индикатору прибора 6,что результат измерения хотя бы приодном иэ положений переключателя 2,находится в промежутке интервала0-903 1250990 Ь Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я целью повышения точности индикацииСпособ индикации,вращающегося и упрощения способа, сравнения выэлектрического поля, заключающийся ходных сигналов трехкоординатного в том, что в исследуемое поле вво" , датчика осуществляют по фазовому дят электропроводящую сферу с разме-сдвигу между одним иэ них и двумя щенным на ней трехкоординатным дат- другими и при отличии одного иэ фа"о чиком, сравнивают выходные сигналы зовых сдвигов от О и 180 электридатчика между собой н по результа- ческое поле является эллинтически там их сравнения определяют харак- поляризованньи, при равенстве Фаэотер поляриэации электрического поля, 10 вых сдвигов 0 или 180 - линейд о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с поляоизованным.1250990 оставитель Еехред Л.Сердвк орвектав Пчелинская ка еда 5141 ирам 728рственного комитета Сизобретений и.открытийа, Ж, Рауаская наб иси НИИИИ Госуда по делам 035, Моске