CA1291533C - Capteur de tension couple a la prise capacitive d'une traversee d'un dispositif ht - Google Patents
Capteur de tension couple a la prise capacitive d'une traversee d'un dispositif htInfo
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- CA1291533C CA1291533C CA000554842A CA554842A CA1291533C CA 1291533 C CA1291533 C CA 1291533C CA 000554842 A CA000554842 A CA 000554842A CA 554842 A CA554842 A CA 554842A CA 1291533 C CA1291533 C CA 1291533C
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- G01R15/06—Voltage dividers having reactive components, e.g. capacitive transformer
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Abstract
"CAPTEUR DE TENSION COUPLE A LA PRISE
CAPACITIVE D'UNE TRAVERSEE D'UN DISPOSITIF HT"
ABREGE DESCRIPTIF
Un capteur de tension destiné à la reproduction de signaux transitoires se produisant dans des circuits à haute tension. Le capteur est monté à l'intérieur d'un blindage et comporte un adapteur destiné à relier la borne d'entrée d'un transformateur de courant à la prise capacitive d'une traversée d'une pièce d'équipement à haute tension. Un circuit de mesure reproduit fidèlement la tension présente à
la prise capacitive et dans une plage de fréquence qui s'étend d'environ 1 Hz à environ 1 MHz avec un niveau de signal considérablement plus haut que le bruit de fond.
CAPACITIVE D'UNE TRAVERSEE D'UN DISPOSITIF HT"
ABREGE DESCRIPTIF
Un capteur de tension destiné à la reproduction de signaux transitoires se produisant dans des circuits à haute tension. Le capteur est monté à l'intérieur d'un blindage et comporte un adapteur destiné à relier la borne d'entrée d'un transformateur de courant à la prise capacitive d'une traversée d'une pièce d'équipement à haute tension. Un circuit de mesure reproduit fidèlement la tension présente à
la prise capacitive et dans une plage de fréquence qui s'étend d'environ 1 Hz à environ 1 MHz avec un niveau de signal considérablement plus haut que le bruit de fond.
Description
La présente invention concerne un capteur de tension couplé à la prise capacitive d'une traversée d'un appareil à haute tension, notamment un transformateur à haute tension, permettant de reproduire des signaux transitoires se produisant sur un tel circuit à haute tension.
Il existe divers capteurs de tension pour mesurer les signaux transitoires sur des circuits à haute tension.
Cependant, ces capteurs n'opèrent pas sur une large plage de fréquence, ils sont d'une grande complexité et leur cout de construction est élevé. De plus, le signal émis par ces pièces d'équipement est souvent affecté par les champs électriques ou magnétiques de l'environnement.
Un aspect de la présente invention concerne un capteur de tension destiné à la reproduction de signaux transitoires se produisant dans un circuit à haute tension, lequel circuit surmonte généralement les désavantages mentionnés ci-dessus de l'art antérieur, et où le capteur est relié à la prise capacitive d'une traversée d'une telle pièce d'équipement.
Un autre aspect de la présente invention, réside en un capteur de tension destiné a la reproduction de signaux transitoires se produisant sur les transformateurs à haute tension dans une bande de fréquence dont la plage s'étale d'environ 1 Hz à 1 MHz, où le capteur est banché à la prise capacitive de la traversée du transformateur.
Selon les aspects mentionnés ci-dessus, et dans un sens large, la présente invention concerne un capteur de tension destiné à mesurer en large bande des signaux transitoires se produisant dans les réseaux à haute tension~
Le capteur est monté à l'intérieur d'un blindage et est pourvu d'un circuit de mesure dont l'entrée se branche sur '3~
1~53~
une traversée d'un appareil à haute tension. Le circuit de mesure est capable de reproduire fidèlement, à sa sortie, une transitoire apparaissant sur la traversée à
haute tension. Le circuit a une bande de fréquence dont la largeur s'étend typiquement de 1 Hz à 1 MHz avec un niveau de signal considérablement plus haut que le bruit de fond. Le circuit de mesure comprend un petit transformateur de courant à l'entrée du circuit de mesure. L'enroulement primaire du transformateur de courant est branche sur la traversee capacitive à haute tension et le rebord de ladite traversée qui est reliée à
la terre. La tension de sortie dudit secondaire du transformateur de courant est intégré par deux intégrateurs et notamment in intégrateur passif et un intégrateur acti fonctionnant respectivement dans les fréquences basse et haute de la plage de fréquence et assurant un rapport constant de signaux d'entrée et de sortie sur ladite plage de fréquence du circuit de mesure.
Selon une réalisation préférée du capteur de tension selon la présente invention, le capteur est relié à la prise capacitive de la traversée d'un transformateur à
haute tension.
L'invention va maintenant être décrite en'réference aux dessins annexés dans lesquels:
La FiGURE 1 est une vue fragmentaire illustrant le capteur de tension selon la présente invention relié à la prise capacitive de la traversée d'un transformateur haute tension;
~29~ 3 la FIGURE 2 est un schéma simplifié d'un capteur de tension selon la présente invention;
la FIGURE 3 est un schéma caractéristique montrant le comportement du circuit sur une bande de fréquence de 1 Hz à 1 MHz;
la FIGURE 4 est un schéma détaillé du capteur de tension selon la présente invention;
la FIGURE 5A est une courbe caractéristique d'un circuit haute tension comportant un signal transitoire; et la FIGURE 5B est une courbe caractéristique du signal transitoire sur une haute échelle.
En se référant aux dessins, et plus précisément à
la Figure 1, on montre un schéma simplifié d'une prise capacitive d'une traversée 10 reliée à la flasque 11 qui est mise à la terre, d'un transformateur à haute tension 12. La traversée comprend un conducteur 13 habituellement utilisé
pour vérifier la capacitance de la traversée qui est constituée de l'isolation 14. L'isolation comporte des couches alternées de papier isolant 15 et de feuille aluminium 16 en contact avec la flasque 11. Habituellement, le courant est mesuré sur la feuille externe 16 de l'isolation 14, laquelle feuille est mise à la terre.
Le capteur de tension 17 selon la présente invention est dlsposé, au moins en partie, dans un boîtier 18 lequel est fait en acier à haute perméabilité de façon à
protéger les composantes à l'intérieur du boîtier contre le champ magnétique de l'environnement. Un raccord 19 relie au primaire du transformateur 20 au conducteur 13. Le boîtier 18 est fixé à la traversée 10 par des attaches convenables (non illustrées).
~5;~3 En se référant maintenant à la Figure 2, on va décrire la structure du capteur de tension 17 selon la présente~ invention. Tel qu'illustré a la Figure 2, la traversée capacitive 10 est illustrée de façon schématique par les condensateurs Cl et C2 et le conducteur 13, ladite traversée capacitive possédant une certaine fréquence de ' résonnance. On mesure le courant dans la mise à la terre de' la prise capacitive de la traversée par un transformateur de courant miniature 20. La tension aux bornes de la bobine 20' du transformateur est proportionnelle a la deuxieme dérivée de la tension appliquée sur la traversée. Afin d'obtenir une réplique de cette tension, le signal a la borne de sortie de ' la bobine du transformateur de courant est intégré à deux reprises. La première intégration est réalisée par le circuit passif LR 21 compose de l'inductance de l'enroulement secondaire 20' du transformateur et de la résistance de son fardeau, soit Ro et Ro' en parallèle. Cette dernière est égale à 25 ohm. En fait Ro et Ro' sont des résistances d'adaptation du cable coaxial 23, de 50 ihm chacune. Le circuit d'intégration 22 constitue le second circuit d'intégration et est destiné à reproduire un signal proportionel à la tension appliquée UA.
Apres la premiere intégration par le circuit LR 21, les signaux deviennent proportionnels a la première dérivée de la tension mesurée. La deuxième intégration est accomplie par l'intégrateur 22 qui est représenté symboliquement par l'amplificateur 29, la résistance 30 et un condensateur 31.
Le filtre passe-bas 40, du type Bessel du 6 ordre, qui est branché à l'entrée de l'intégrateur 22 a une frequence de coupure à 1 MHz et a pour principale fonction d'eliminer la frequence de résonnance de la traversée qui ~?~5;~3 apparaît à environ 3 MHz et d'offir une réponse a l'échelon convenable pour l'ensemble du systeme de mesure.
Pour opérer convenablement dans la plage des fréquences basses, le transformateur de courant 20 doit être muni d'un blindage 18 très efficace contre les champs magnétiques parasites incluant le champs terrestre. Cela est rendu possible en disposant le transformateur de courant dans un boîtier construit d'acier à haute perméabilité. Le câble coaxial 23 ainsi que toutes les composantes électroniques doivent être disposées à
l'intérieur d'un blindage 25 pour être a l'abri des perturbations électromagnétiques et champs électrique a haute fréquence.
Pour indiquer l'isolation électrique qu'il y a entre l'appareil à haute tension et le circuit de mesure, le symbole 11 représente la terre du transformateur tandis que 24 représente la terre au point de mesure 50.
~L?~ 3 Le croisement de l'intégrateur actif et passif est exact lorsque le rapport des termes (1 + ~ R5C3)/(1 ~ ~ R4C2) est unitaire. Cette fréquence de chevauchement est de l'ordre de 2 KHz.
La Figure 3 représente le comportement du circuit de mesure dans sa plage de fréquence d'opération, c'est-à-dire de 1 Hz à 1 MHz. Le croisement de l'intégrateur actif et passif y est aussi indiqué à 51.
En se référant maintenant à la Figure 5A, on montre un signal transitoire typique se produisant sur une fermeture d'un commutateur haute tension. Le signal transitoire est identifié par le chiffre de référence 42 et apparalt à la tension de crête du signal 43 de fréquence 60 Hz. Ce signal transitoire est illustré sur une plus grande échelle en Figure 5B et, comme on peut le voir, il possède une élévation très brusque 44 sur une très courte période de temps. C'est là un signal transitoire typique que le capteur selon la présente invention peut observer qu'il se produise sur le cycle positif ou négatif du signal. Un autre type de signal transitoire que l'on peut observer c'est celui qui se produit durant une explosion dans un transformateur. Ce type d'observation assure une information importante sur la nature et la gravité des signaux transitoires sur un poste haute tension, notamment dans un transformateur à haute tension.
Il va sans dire que la présente invention entend recouvrir toutes modifications évidentes des exemples de la réalisation préférée décrits ci-dessus, à la condition que ces modifications solent prévues par les revendications annexées.
~ ?~9~5;~3 DIVULGATION SUPPLEMENTAIRE
Dans la Divulgation Principale, nous décrivons que le circuit de mesure a une bande de fréquence dont la largeur s'étend typiquement de 1 Hz à 1 MHz. En effet, nous constatons que cette bande peut s'étendre jusqu'à
approximativement 3 MHz qui est considérablement plus ha~t que le bruit de fond.
Le transformateur de courant a un nombre de tours dans sons secondaire suffisamment pour assurer un rapport de transformation constant jusqu'à approximativement 1 MHz. On fait remarquer que trois conditions doivent être essentiellement remplies afin d'obtenir un rapport de transformation constant qui s'élève approximativement jusqu'à 3 MHz. Premièrement, le rapport du transformateur de courant miniatuxe ne devra~pas excéder 200:1, puisqu'un rapport plus élevé implique un plus grand nombre de tours a l'enroulement secondaire, et ceci résulte en une inductance par dlspersion excessive et une capacité qui produisent des fréquences de résonance tombant à
l'intérieur de la bande de mesure. Deuxièmement, les dimensions physiques du noyau du transformateur de courant miniature seront limitées a approximativement 5 cm de diam~etre exterieur afin de minimiser le flux magnetique de fuite. Troisiemement, l'enroulement secondaire doit être distribue de fa,con uniforme autour de la circonference du noyau du transformateur de courant miniature et la résistance de son fardeau effectuera une dérivation a l'enroulement a peu près à tous les 20 tours. Ceci est nécessaire afin de reduire l'effet de l'eccentricité du flux magnétique primaire dans le noyau. Une description du principe d'opération d'un tel transformateur de courant ~9~LS~3 a été publiée par John M. Anderson, dans "Wide Frequency Range Current Transformers", The Review of Scientific Instruments, Vol. 42, No. 7, 3 juillet 1971.
Le circuit de l'intégrateur tel que montré à la Figure 2 doit être capable d'intégrer la tension apparaissant à ses bornes d'entrée sur une plage de 120 db étalé sur une gamme de fréquence de 1 Hz à 1 MHz. Il est difficile tout en conservant un rapport signal bruit acceptable de couvrir une plage aussi étendue. Pour résoudre ce problème un intégrateur combiné passif et actif est utilisé tel que décrit à la Figure 5. La partie passive est constituée des composantes R4 et C2 et la partie active de l'amplificateur 29 et des composantes R5 et C3. L'équation de transfert est donnée par:
Uo = Ro X (1 + ~ R5C3) iS ~ RSC3 (1 + ~ R4C2) _~ .
Il existe divers capteurs de tension pour mesurer les signaux transitoires sur des circuits à haute tension.
Cependant, ces capteurs n'opèrent pas sur une large plage de fréquence, ils sont d'une grande complexité et leur cout de construction est élevé. De plus, le signal émis par ces pièces d'équipement est souvent affecté par les champs électriques ou magnétiques de l'environnement.
Un aspect de la présente invention concerne un capteur de tension destiné à la reproduction de signaux transitoires se produisant dans un circuit à haute tension, lequel circuit surmonte généralement les désavantages mentionnés ci-dessus de l'art antérieur, et où le capteur est relié à la prise capacitive d'une traversée d'une telle pièce d'équipement.
Un autre aspect de la présente invention, réside en un capteur de tension destiné a la reproduction de signaux transitoires se produisant sur les transformateurs à haute tension dans une bande de fréquence dont la plage s'étale d'environ 1 Hz à 1 MHz, où le capteur est banché à la prise capacitive de la traversée du transformateur.
Selon les aspects mentionnés ci-dessus, et dans un sens large, la présente invention concerne un capteur de tension destiné à mesurer en large bande des signaux transitoires se produisant dans les réseaux à haute tension~
Le capteur est monté à l'intérieur d'un blindage et est pourvu d'un circuit de mesure dont l'entrée se branche sur '3~
1~53~
une traversée d'un appareil à haute tension. Le circuit de mesure est capable de reproduire fidèlement, à sa sortie, une transitoire apparaissant sur la traversée à
haute tension. Le circuit a une bande de fréquence dont la largeur s'étend typiquement de 1 Hz à 1 MHz avec un niveau de signal considérablement plus haut que le bruit de fond. Le circuit de mesure comprend un petit transformateur de courant à l'entrée du circuit de mesure. L'enroulement primaire du transformateur de courant est branche sur la traversee capacitive à haute tension et le rebord de ladite traversée qui est reliée à
la terre. La tension de sortie dudit secondaire du transformateur de courant est intégré par deux intégrateurs et notamment in intégrateur passif et un intégrateur acti fonctionnant respectivement dans les fréquences basse et haute de la plage de fréquence et assurant un rapport constant de signaux d'entrée et de sortie sur ladite plage de fréquence du circuit de mesure.
Selon une réalisation préférée du capteur de tension selon la présente invention, le capteur est relié à la prise capacitive de la traversée d'un transformateur à
haute tension.
L'invention va maintenant être décrite en'réference aux dessins annexés dans lesquels:
La FiGURE 1 est une vue fragmentaire illustrant le capteur de tension selon la présente invention relié à la prise capacitive de la traversée d'un transformateur haute tension;
~29~ 3 la FIGURE 2 est un schéma simplifié d'un capteur de tension selon la présente invention;
la FIGURE 3 est un schéma caractéristique montrant le comportement du circuit sur une bande de fréquence de 1 Hz à 1 MHz;
la FIGURE 4 est un schéma détaillé du capteur de tension selon la présente invention;
la FIGURE 5A est une courbe caractéristique d'un circuit haute tension comportant un signal transitoire; et la FIGURE 5B est une courbe caractéristique du signal transitoire sur une haute échelle.
En se référant aux dessins, et plus précisément à
la Figure 1, on montre un schéma simplifié d'une prise capacitive d'une traversée 10 reliée à la flasque 11 qui est mise à la terre, d'un transformateur à haute tension 12. La traversée comprend un conducteur 13 habituellement utilisé
pour vérifier la capacitance de la traversée qui est constituée de l'isolation 14. L'isolation comporte des couches alternées de papier isolant 15 et de feuille aluminium 16 en contact avec la flasque 11. Habituellement, le courant est mesuré sur la feuille externe 16 de l'isolation 14, laquelle feuille est mise à la terre.
Le capteur de tension 17 selon la présente invention est dlsposé, au moins en partie, dans un boîtier 18 lequel est fait en acier à haute perméabilité de façon à
protéger les composantes à l'intérieur du boîtier contre le champ magnétique de l'environnement. Un raccord 19 relie au primaire du transformateur 20 au conducteur 13. Le boîtier 18 est fixé à la traversée 10 par des attaches convenables (non illustrées).
~5;~3 En se référant maintenant à la Figure 2, on va décrire la structure du capteur de tension 17 selon la présente~ invention. Tel qu'illustré a la Figure 2, la traversée capacitive 10 est illustrée de façon schématique par les condensateurs Cl et C2 et le conducteur 13, ladite traversée capacitive possédant une certaine fréquence de ' résonnance. On mesure le courant dans la mise à la terre de' la prise capacitive de la traversée par un transformateur de courant miniature 20. La tension aux bornes de la bobine 20' du transformateur est proportionnelle a la deuxieme dérivée de la tension appliquée sur la traversée. Afin d'obtenir une réplique de cette tension, le signal a la borne de sortie de ' la bobine du transformateur de courant est intégré à deux reprises. La première intégration est réalisée par le circuit passif LR 21 compose de l'inductance de l'enroulement secondaire 20' du transformateur et de la résistance de son fardeau, soit Ro et Ro' en parallèle. Cette dernière est égale à 25 ohm. En fait Ro et Ro' sont des résistances d'adaptation du cable coaxial 23, de 50 ihm chacune. Le circuit d'intégration 22 constitue le second circuit d'intégration et est destiné à reproduire un signal proportionel à la tension appliquée UA.
Apres la premiere intégration par le circuit LR 21, les signaux deviennent proportionnels a la première dérivée de la tension mesurée. La deuxième intégration est accomplie par l'intégrateur 22 qui est représenté symboliquement par l'amplificateur 29, la résistance 30 et un condensateur 31.
Le filtre passe-bas 40, du type Bessel du 6 ordre, qui est branché à l'entrée de l'intégrateur 22 a une frequence de coupure à 1 MHz et a pour principale fonction d'eliminer la frequence de résonnance de la traversée qui ~?~5;~3 apparaît à environ 3 MHz et d'offir une réponse a l'échelon convenable pour l'ensemble du systeme de mesure.
Pour opérer convenablement dans la plage des fréquences basses, le transformateur de courant 20 doit être muni d'un blindage 18 très efficace contre les champs magnétiques parasites incluant le champs terrestre. Cela est rendu possible en disposant le transformateur de courant dans un boîtier construit d'acier à haute perméabilité. Le câble coaxial 23 ainsi que toutes les composantes électroniques doivent être disposées à
l'intérieur d'un blindage 25 pour être a l'abri des perturbations électromagnétiques et champs électrique a haute fréquence.
Pour indiquer l'isolation électrique qu'il y a entre l'appareil à haute tension et le circuit de mesure, le symbole 11 représente la terre du transformateur tandis que 24 représente la terre au point de mesure 50.
~L?~ 3 Le croisement de l'intégrateur actif et passif est exact lorsque le rapport des termes (1 + ~ R5C3)/(1 ~ ~ R4C2) est unitaire. Cette fréquence de chevauchement est de l'ordre de 2 KHz.
La Figure 3 représente le comportement du circuit de mesure dans sa plage de fréquence d'opération, c'est-à-dire de 1 Hz à 1 MHz. Le croisement de l'intégrateur actif et passif y est aussi indiqué à 51.
En se référant maintenant à la Figure 5A, on montre un signal transitoire typique se produisant sur une fermeture d'un commutateur haute tension. Le signal transitoire est identifié par le chiffre de référence 42 et apparalt à la tension de crête du signal 43 de fréquence 60 Hz. Ce signal transitoire est illustré sur une plus grande échelle en Figure 5B et, comme on peut le voir, il possède une élévation très brusque 44 sur une très courte période de temps. C'est là un signal transitoire typique que le capteur selon la présente invention peut observer qu'il se produise sur le cycle positif ou négatif du signal. Un autre type de signal transitoire que l'on peut observer c'est celui qui se produit durant une explosion dans un transformateur. Ce type d'observation assure une information importante sur la nature et la gravité des signaux transitoires sur un poste haute tension, notamment dans un transformateur à haute tension.
Il va sans dire que la présente invention entend recouvrir toutes modifications évidentes des exemples de la réalisation préférée décrits ci-dessus, à la condition que ces modifications solent prévues par les revendications annexées.
~ ?~9~5;~3 DIVULGATION SUPPLEMENTAIRE
Dans la Divulgation Principale, nous décrivons que le circuit de mesure a une bande de fréquence dont la largeur s'étend typiquement de 1 Hz à 1 MHz. En effet, nous constatons que cette bande peut s'étendre jusqu'à
approximativement 3 MHz qui est considérablement plus ha~t que le bruit de fond.
Le transformateur de courant a un nombre de tours dans sons secondaire suffisamment pour assurer un rapport de transformation constant jusqu'à approximativement 1 MHz. On fait remarquer que trois conditions doivent être essentiellement remplies afin d'obtenir un rapport de transformation constant qui s'élève approximativement jusqu'à 3 MHz. Premièrement, le rapport du transformateur de courant miniatuxe ne devra~pas excéder 200:1, puisqu'un rapport plus élevé implique un plus grand nombre de tours a l'enroulement secondaire, et ceci résulte en une inductance par dlspersion excessive et une capacité qui produisent des fréquences de résonance tombant à
l'intérieur de la bande de mesure. Deuxièmement, les dimensions physiques du noyau du transformateur de courant miniature seront limitées a approximativement 5 cm de diam~etre exterieur afin de minimiser le flux magnetique de fuite. Troisiemement, l'enroulement secondaire doit être distribue de fa,con uniforme autour de la circonference du noyau du transformateur de courant miniature et la résistance de son fardeau effectuera une dérivation a l'enroulement a peu près à tous les 20 tours. Ceci est nécessaire afin de reduire l'effet de l'eccentricité du flux magnétique primaire dans le noyau. Une description du principe d'opération d'un tel transformateur de courant ~9~LS~3 a été publiée par John M. Anderson, dans "Wide Frequency Range Current Transformers", The Review of Scientific Instruments, Vol. 42, No. 7, 3 juillet 1971.
Le circuit de l'intégrateur tel que montré à la Figure 2 doit être capable d'intégrer la tension apparaissant à ses bornes d'entrée sur une plage de 120 db étalé sur une gamme de fréquence de 1 Hz à 1 MHz. Il est difficile tout en conservant un rapport signal bruit acceptable de couvrir une plage aussi étendue. Pour résoudre ce problème un intégrateur combiné passif et actif est utilisé tel que décrit à la Figure 5. La partie passive est constituée des composantes R4 et C2 et la partie active de l'amplificateur 29 et des composantes R5 et C3. L'équation de transfert est donnée par:
Uo = Ro X (1 + ~ R5C3) iS ~ RSC3 (1 + ~ R4C2) _~ .
Claims (8)
1. Capteur de tension destiné à la reproduction de signaux transitoires se produisant dans des réseaux à
haute tension, ledit capteur étant monté à l'intérieur d'un blindage, ledit capteur étant pourvu d'un circuit d'entrée de mesure pouvant se brancher sur une traversée capacitive mise à terre d'un appareil à haute tension, ledit circuit de mesure étant pourvu d'une connection isolée électriquement reliée à un circuit de sortie, ledit capteur de tension comprenant des moyens pour générer des signaux de sortie reproduisant fidèlement les signaux transitoires apparaissant à ladite traversée, ledit capteur ayant une bande de fréquence s'étendant typiquement de 1Hz à 1 MHz avec un niveau de signal considérablement plus haut que le bruit de fond, ledit circuit de mesure comprenant un petit transformateur de courant à l'entrée dudit circuit de mesure, l'enroulement primaire du transformateur de courant étant branché sur ladite traversée capacitive et sur un rebord de ladite traversée qui est reliée à la terre, ledit transformateur de courant ayant un nombre suffisant de tours dans son secondaire pour assurer un rapport de transformation constant jusqu'à 1 MHz, la tension de sortie dudit secondaire dudit transformateur de courant étant intégrée par un intégrateur passif et un intégrateur actif fonctionnant respectivement dans les fréquences basses et hautes de ladite bande de fréquence et assurant un rapport constant des signaux d'entrée et de sortie sur ladite bande de fréquence du capteur de tension.
haute tension, ledit capteur étant monté à l'intérieur d'un blindage, ledit capteur étant pourvu d'un circuit d'entrée de mesure pouvant se brancher sur une traversée capacitive mise à terre d'un appareil à haute tension, ledit circuit de mesure étant pourvu d'une connection isolée électriquement reliée à un circuit de sortie, ledit capteur de tension comprenant des moyens pour générer des signaux de sortie reproduisant fidèlement les signaux transitoires apparaissant à ladite traversée, ledit capteur ayant une bande de fréquence s'étendant typiquement de 1Hz à 1 MHz avec un niveau de signal considérablement plus haut que le bruit de fond, ledit circuit de mesure comprenant un petit transformateur de courant à l'entrée dudit circuit de mesure, l'enroulement primaire du transformateur de courant étant branché sur ladite traversée capacitive et sur un rebord de ladite traversée qui est reliée à la terre, ledit transformateur de courant ayant un nombre suffisant de tours dans son secondaire pour assurer un rapport de transformation constant jusqu'à 1 MHz, la tension de sortie dudit secondaire dudit transformateur de courant étant intégrée par un intégrateur passif et un intégrateur actif fonctionnant respectivement dans les fréquences basses et hautes de ladite bande de fréquence et assurant un rapport constant des signaux d'entrée et de sortie sur ladite bande de fréquence du capteur de tension.
2. Capteur de tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit intégrateur passif est constitué par un circuit RC branché sur ledit secondaire, ledit intégrateur actif étant constitué d'un amplificateur et un circuit de rétroaction.
3. Capteur de tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit transformateur à une faible résistance de charge d'environ 25 ohms qui agit comme un intégrateur dans ladite bande de fréquence et notamment 1 Hz et 1 MHz.
4. Capteur de tension selon la revendication 1, et dans lequel ledit circuit de sortie comprend un filtre passe-bas du 6° qui est branché à l'enroulement secondaire dudit transformateur de courant, ledit filtre ayant une fréquence de coupure d'environ 1 MHz afin d'éliminer la fréquence de résonance de ladite traversée qui apparaît à
environ 3 MHz et par conséquent, offre une réponse à
l'échelon convenable pour l'ensemble dudit circuit de mesure.
environ 3 MHz et par conséquent, offre une réponse à
l'échelon convenable pour l'ensemble dudit circuit de mesure.
5. Capteur de tension selon la revendication 1, dans lequel ledit blindage consiste d'un boîtier construit de fer et ayant une haute perméabilité afin de protéger le circuit de mesure des effets magnétiques.
6. Capteur de tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entrée dudit circuit de mesure et sa sortie sont séparément mis à la terre et isolé
électriquement l'un de l'autre.
REVENDICATIONS SUPPORTEES PAR LA
DIVULGATION SUPPLEMENTAIRE
électriquement l'un de l'autre.
REVENDICATIONS SUPPORTEES PAR LA
DIVULGATION SUPPLEMENTAIRE
7. Capteur de tension destiné à la reproduction de signaux transitoires de produisant dans des réseaux à
haute tension, ledit capteur étant monté à l'intérieur d'un blindage, ledit capteur étant pourvu d'un circuit d'entrée de mesure pouvant se brancher sur une traversée capacitive mise à terre d'un appareil à haute tension, ledit circuit de mesure étant pourvu d'une connection isolée électriquement reliée à un circuit de sortie, ledit capteur de tension comprenant des moyens pour générer des signaux de sortie reproduisant fidèlement les signaux transitoires apparaissant à ladite traversée, ledit capteur ayant une bande de fréquence s'étendant typiquement de 1Hz à 1 MHz avec un niveau de signal considérablement plus haut que le bruit de fond, ledit circuit de mesure comprenant un petit transformateur de courant à l'entrée dudit circuit de mesure, l'enroulement primaire du transformateur de courant étant branché sur ladite traversée capacitive et sur un rebord de ladite traversée qui est reliée à la terre, ledit transformateur de courant ayant un nombre suffisant de tours dans son secondaire pour assurer un rapport de transformation constant jusqu'a approximativement 3 MHz, la tension de sortie dudit secondaire dudit transformateur de courant étant intégrée par un intégrateur passif et un intégrateur actif fonctionnant respectivement dans les fréquences basses et hautes de ladite bande de fréquence et assurant un rapport constant des signaux d'entrée et de sortie sur ladite bande de fréquence du capteur de tension.
haute tension, ledit capteur étant monté à l'intérieur d'un blindage, ledit capteur étant pourvu d'un circuit d'entrée de mesure pouvant se brancher sur une traversée capacitive mise à terre d'un appareil à haute tension, ledit circuit de mesure étant pourvu d'une connection isolée électriquement reliée à un circuit de sortie, ledit capteur de tension comprenant des moyens pour générer des signaux de sortie reproduisant fidèlement les signaux transitoires apparaissant à ladite traversée, ledit capteur ayant une bande de fréquence s'étendant typiquement de 1Hz à 1 MHz avec un niveau de signal considérablement plus haut que le bruit de fond, ledit circuit de mesure comprenant un petit transformateur de courant à l'entrée dudit circuit de mesure, l'enroulement primaire du transformateur de courant étant branché sur ladite traversée capacitive et sur un rebord de ladite traversée qui est reliée à la terre, ledit transformateur de courant ayant un nombre suffisant de tours dans son secondaire pour assurer un rapport de transformation constant jusqu'a approximativement 3 MHz, la tension de sortie dudit secondaire dudit transformateur de courant étant intégrée par un intégrateur passif et un intégrateur actif fonctionnant respectivement dans les fréquences basses et hautes de ladite bande de fréquence et assurant un rapport constant des signaux d'entrée et de sortie sur ladite bande de fréquence du capteur de tension.
8. Capteur de tension selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits intégrateurs ont une équation de transfert selon l'expression mathématique suivante:
le point de croisement desdits intégrateurs est exact quand la relation de ladite expression mathématique est unitaire et notamment:
(1 + .omega. R5C3)/(1 + .omega. R4C2) et/ou Uo: tension de sortie de l'intégrateur is: courant du secondaire du transformateur Ro: résistance de change du câble coaxial R4C2: constante de temps à l'entrée de l'ampli R5C3: constante de temps à la sortie de l'ampli .omega. : fréquence
le point de croisement desdits intégrateurs est exact quand la relation de ladite expression mathématique est unitaire et notamment:
(1 + .omega. R5C3)/(1 + .omega. R4C2) et/ou Uo: tension de sortie de l'intégrateur is: courant du secondaire du transformateur Ro: résistance de change du câble coaxial R4C2: constante de temps à l'entrée de l'ampli R5C3: constante de temps à la sortie de l'ampli .omega. : fréquence
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| CN101865987B (zh) * | 2010-06-17 | 2013-01-02 | 西安交通大学 | 快速暂态过电压测量用电容传感器标定系统 |
| CN102608401A (zh) * | 2012-03-06 | 2012-07-25 | 华北电力大学 | Gis二次系统骚扰电压和骚扰电流的测量系统与方法 |
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| CN106199138B (zh) * | 2016-08-30 | 2023-04-07 | 中广核达胜加速器技术有限公司 | 一种用于检测加速器电极板电压及频率的装置 |
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