Датчики напряженности электрического поля промышленной частоты

Общие сведения об измерении напряженности электрического поля

Необходимость в измерении напряженности электрического поля промышленной частоты обусловлена тем, что расположенные во всей окрестности жилых массивов высоковольтные линии (ВЛ) электропередачи оказывают силовое (порой непредсказуемое) воздействие как на элементы самого электрооборудования, например электрические изоляторы, так и на биологические объекты, т. е. на человека, находящегося во временных условиях зоны воздействия ВЛ или в стационарных условиях обслуживания упомянутого электрооборудования.

Известно, что электрическое поле (ЭП) характеризуется электрическим зарядом, являющимся собственно источником ЭП, а также электрическим потенциалом и напряженностью, в свою очередь характеризующимися соответственно энергетическим и силовым воздействиями[1]. Однако наиболее информативной характеристикой является напряженность ЭП. При этом напряженность низкочастотного ЭП, являясь важной фундаментальной силовой характеристикой ( в отличие от других электрических величин) оказалась не обеспеченной как методами, так и средствами измерения. Эта ситуация особенно характерна для средств измерений ЭП промышленной частоты на поверхности высоковольтных изоляторов, на территории подстанций (ПС), вблизи линий электропередачи (ЛЭП) и электротехнического оборудования. Для решения этой проблемы требуются измерители напряженности электрического поля, в основе которых лежат соответствующие датчики напряженности ЭП.

Электроиндукционные датчики и их классификация

Исследования и результаты их анализа показали, что для измерения напряженности электрических полей, создаваемых высоковольтными энергетическими устройствами и объектами, включая ВЛ, предпочтительно использование электроиндукционных датчиков (ЭД)1.

Электроиндукционные датчики основываются на физическом явлении, на-зываемом электростатической индукцией. Принцип работы датчиков заключается в следующем.

При внесении в ЭП проводящего тела электрические заряды, находящиеся внутри проводника, начинают перемещаться: положительные — по направлению, а отрицательные — против направления поля. Этот процесс продолжается до тех пор, пока все заряды проводника не перейдут на поверхность проводящего тела и внутри проводника зарядов не будет. При этом противоположные поверхности проводящего тела станут заряженными: одна — положительными, а другая — отрицательными зарядами. Величины этих зарядов окажутся пропорциональными напряженности электрического поля. В полученном при этом ЭД для снятия этих зарядов над заряженными проводящими поверхностями на малом расстоянии от них размещают проводящие чувствительные электроды.

ЭД можно классифицировать по следующим классификационным признакам[2] :

  • 1) числу координат датчика (одно-, двух-, трехкоординатные);
  • 2) форме чувствительных элементов датчика (плоская, цилиндрическая, сферическая);
  • 3) виду выходного сигнала (электрическое напряжение, сила электрического тока, электрический заряд);
  • 4) структурному построению датчика (одинарное, двойное).

Исходя из приведенной классификации, можно судить о выборе оптимального варианта датчика, по возможности наиболее приемлемого для потенциального потребителя.

  • [1] Бирюков С. В. Физические основы измерения параметров электрических полей : монография. Омск : Изд-во СибАДИ, 2008.
  • [2] Бирюков С. В. Физические основы измерения параметров электрических полей : монография. Омск : Изд-во СибАДИ, 2008; Бирюков С. В. и др. Расчет и измерение напряженности электрического поля в электроустановках сверх- и уль-травысокого напряжения // Влияние электроустановок высокого напряжения на окружающую среду: Переводы докладов Международной конференции по большим электрическим системам (СИГРЭ-86) (Энергетика за рубежом) / под ред. Ю. П. Шкарина. М. : Энергоатомиздат, 1988. С. 6—13. 2 Бирюков С. В. Физические основы измерения параметров электрических полей : монография. Омск : Изд-во СибАДИ, 2008.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >