RU181523U1

RU181523U1 - INSTALLATION FOR RESEARCH OF ELECTROMAGNETIC FIELD INSIDE THE TUBULAR CONDUCTOR

Info

Publication number: RU181523U1
Application number: RU2017113311U
Authority: RU
Inventors: Марк Яковлевич Клецель; Олжас Манарбекович Талипов; Александр Петрович Кислов; Алмаз Омурзакович Сулайманов
Priority date: 2017-04-18
Filing date: 2017-04-18
Publication date: 2018-07-17

Abstract

Полезная модель относится к области лабораторных электрических измерений и может быть использована для измерения напряженности неоднородных электромагнитных полей. Установка для исследования магнитного поля внутри трубчатого проводника содержит подвижную платформу, представляющую собой две рейки, выполненные из диэлектрического материала и скрепленные в виде Г-образной формы. На первой рейке жестко закреплена горизонтальная планка с колесами. На конце второй рейки жестко закреплена крестовина, на концах которой закреплены колеса таким образом, чтобы колеса соприкасались с внутренней поверхностью трубчатого проводника. К крестовине прикреплена пластина, выполненая из диэлектрического материала, диаметр которой незначительно меньше внутреннего диаметра трубчатого проводника. В пластине выполнены отверстия, в которых закреплена измерительная катушка, соединенная с регистратором ЭДС. Технический результат: измерение напряженности магнитного поля внутри трубчатого проводника и по всей его длине. 1 ил.The utility model relates to the field of laboratory electrical measurements and can be used to measure the intensity of inhomogeneous electromagnetic fields. The apparatus for studying the magnetic field inside the tubular conductor contains a movable platform, which is two rails made of a dielectric material and fastened in the form of a L-shaped. A horizontal bar with wheels is rigidly fixed on the first rail. At the end of the second rail, a cross is rigidly fixed, at the ends of which the wheels are fixed so that the wheels are in contact with the inner surface of the tubular conductor. A plate is made of a die made of a dielectric material, the diameter of which is slightly less than the inner diameter of the tubular conductor. Holes are made in the plate, in which a measuring coil is connected, connected to the EMF recorder. EFFECT: measurement of magnetic field strength inside a tubular conductor and along its entire length. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области лабораторных электрических измерений и может быть использована для измерения напряженности неоднородных электромагнитных полей внутри трубчатого проводника.The utility model relates to the field of laboratory electrical measurements and can be used to measure the intensity of inhomogeneous electromagnetic fields inside a tubular conductor.

Известна установка для исследования неоднородного электромагнитного поля [RU 2321895 С1, МПК G09B 23/18, опубл. 10.04.2008], содержащая первую катушку, вторую катушку, деревянную подставку, жесткий проводящий подвес, горизонтальную ось, шкалу с делениями, указатель положения, реостат, амперметр и регистратор ЭДС.A known installation for the study of an inhomogeneous electromagnetic field [RU 2321895 C1, IPC G09B 23/18, publ. 04/10/2008], containing the first coil, the second coil, a wooden stand, a hard conductive suspension, a horizontal axis, a scale with divisions, a position indicator, a rheostat, an ammeter and an EMF recorder.

Эта установка может производить измерение магнитных полей только на одном конце трубчатого проводника, но не может быть использована для измерений магнитных полей внутри проводника, а также по всей его длине.This installation can measure magnetic fields only at one end of the tubular conductor, but cannot be used to measure magnetic fields inside the conductor, as well as along its entire length.

Известно установка для исследования электромагнитного поля электрических колец Гельмгольца [RU 2491650 С1, МПК G09B 23/18, G01R 33/02, опубл 27.08.2013], выбранная в качестве прототипа, содержащая электрические кольца Гельмгольца, установленные перпендикулярно на подставке, и выводы обмоток которых соединены с выходными клеммами генератора звуковой частоты, подвижную платформу, перемещающуюся по подставке между электрическими кольцами Гельмгольца вдоль шкалы с делениями, измерительную катушку, установленную на подвижной платформе на уровне оси электрических колец Гельмгольца и равном расстоянии от них так, чтобы ось измерительной катушки была перпендикулярна подставке, указатель положения измерительной катушки, расположенный на подвижной платформе и совпадающий с осью измерительной катушки, привод с ременной передачей, закрепленный на подставке и перемещающий подвижную платформу между электрическими кольцами Гельмгольца вдоль шкалы с делениями, опорную катушку, установленную на подставке между электрическими кольцами Гельмгольца на уровне их оси и параллельно измерительной катушке на расстоянии от оси электрических колец Гельмгольца, равном их радиусу, регистратор ЭДС, измеритель разности фаз, первые вводы которого соединены с вводами регистратора ЭДС, а вторые вводы - с выводами опорной катушки, тороидальную катушку, круговую шкалу с делениями в градусах, закрепленную в верхней части электрических колец Гельмгольца и расположенную параллельно подставке, шток, расположенный между электрическими кольцами Гельмгольца перпендикулярно подставке и нижним концом жестко закрепленный с тороидальной катушкой так, что внешний диаметр последней совпадает со штоком, а верхний конец штока установлен подвижно в центре круговой шкалы с делениями в градусах. Ручка поворота штока с указателем углового положения жестко закреплена на верхнем конце штока. У переключателя двухполюсного на два положения общие контакты первого и второго полюсов соединены с вводами регистратора ЭДС. Контакты первого положения первого и второго полюсов соединены с выводами измерительной катушки, а контакты второго положения первого и второго полюсов соединены с выводами тороидальной катушки.A device for studying the electromagnetic field of Helmholtz electric rings is known [RU 2491650 C1, IPC G09B 23/18, G01R 33/02, published 08.28.2013], selected as a prototype, containing Helmholtz electric rings mounted perpendicular to the stand, and the conclusions of which windings connected to the output terminals of the sound frequency generator, a movable platform moving along the stand between Helmholtz electric rings along the scale with divisions, a measuring coil mounted on the movable platform at the level of the electric axis Helmholtz rings and equal distance from them so that the axis of the measuring coil is perpendicular to the stand, the position indicator of the measuring coil located on the movable platform and coinciding with the axis of the measuring coil, the belt drive mounted on the stand and moving the moving platform between the Helmholtz electric rings along the scale with divisions, a support coil mounted on a stand between Helmholtz electric rings at the level of their axis and parallel to the measuring cat at a distance from the axis of the Helmholtz electric rings equal to their radius, an EMF recorder, a phase difference meter, the first inputs of which are connected to the inputs of the EMF recorder, and the second inputs - with the outputs of the support coil, a toroidal coil, a circular scale with degrees in degrees, fixed in the upper part of the Helmholtz electric rings and located parallel to the stand, the rod located between the Helmholtz electric rings perpendicular to the stand and the lower end is rigidly fixed to the toroidal coil so that the outer diameter of the latter coincides with the rod, and the upper end of the rod is movably mounted in the center of the dial graduated in degrees. The rod rotation handle with an indicator of the angular position is rigidly fixed to the upper end of the rod. At a bipolar switch for two positions, the common contacts of the first and second poles are connected to the inputs of the EMF recorder. The contacts of the first position of the first and second poles are connected to the terminals of the measuring coil, and the contacts of the second position of the first and second poles are connected to the terminals of the toroidal coil.

Эта установка позволяет измерить электромагнитное поле только на одном конце трубчатого проводника, но не может быть использована для измерений электромагнитного поля внутри проводника, а также по всей его длине.This setup allows you to measure the electromagnetic field at only one end of the tubular conductor, but cannot be used to measure the electromagnetic field inside the conductor, as well as along its entire length.

Техническая проблема, решаемая предложенной установкой, заключается в измерении напряженности магнитного поля внутри трубчатого проводника и по всей его длине.The technical problem solved by the proposed installation is to measure the magnetic field strength inside the tubular conductor and along its entire length.

Установка для исследования магнитного поля внутри трубчатого проводника, также как в прототипе, содержит измерительную катушку индуктивности, соединенную с регистратором ЭДС и подвижную платформу.Installation for studying the magnetic field inside the tubular conductor, as in the prototype, contains a measuring inductor connected to the EMF recorder and a movable platform.

Согласно полезной модели подвижная платформа представляет собой две рейки, выполненные из диэлектрического материала и скрепленные в виде Г-образной формы, причем на первой рейке жестко закреплена горизонтальная планка с колесами, на конце второй рейки жестко закреплена крестовина, на концах которой закреплены колеса, соприкасающиеся с внутренней поверхностью трубчатого проводника. К крестовине прикреплена пластина, выполненая из диэлектрического материала, диаметр которой незначительно меньше внутреннего диаметра трубчатого проводника, причем в пластине выполнены отверстия, в которых закреплена измерительная катушка.According to a utility model, the movable platform consists of two rails made of dielectric material and fastened in the form of a L-shape, with a horizontal bar with wheels rigidly fixed on the first rail, a crosspiece rigidly fixed at the end of the second rail, at the ends of which are fixed wheels in contact with the inner surface of the tubular conductor. A plate made of a dielectric material is attached to the crosspiece, the diameter of which is slightly smaller than the inner diameter of the tubular conductor, and holes are made in the plate in which the measuring coil is fixed.

На фиг. 1 изображена установка для исследования электромагнитного поля внутри трубчатого проводника.In FIG. 1 shows a setup for studying an electromagnetic field inside a tubular conductor.

Для измерения распределения напряженности электромагнитных полей внутри токопровода типа ТЭНЕ-СЭЩ-20-11250-400 УХЛ1 в трубчатый проводник 1 вводится установка для исследования электромагнитного поля внутри трубчатого проводника, содержащая подвижную платформу 4, которая представляет собой две рейки из диэлектрического материала, скрепленные в виде Г-образной формы. На конце первой рейки жестко закреплена горизонтальная планка 12 с колесами 7. На вторую рейку нанесена шкала 5 с делениями с шагом, равным 1 см. К концу второй рейки со шкалой 5 крепится крестовина 6, на четырех концах которой закреплены колеса 7, соприкасающиеся с внутренней поверхностью трубчатого проводника 1. К крестовине 6 прикреплена пластина 8, выполненная из диэлектрического материала, диаметр которой незначительно меньше внутреннего диаметра трубчатого проводника 1. К трубчатому проводнику 1 последовательно подключают регулируемый источник питания 2 и измеритель тока 3, в качестве которого используется трансформатор тока типа ТТЭ 125 с коэфициентом трансформации 4000/5. Далее в отверстие 9 пластины 8 устанавливают измерительную катушку 10 с количеством витков W, равным 10000. Затем к выводам измерительной катушки подключают измеритель ЭДС 11, в качестве которого используется мультиметр Fluke 87V. После этого на трубчатый проводник 1 подают ток и фиксируют значение тока I измерителем тока 3 при 100 А, затем измеряют и фиксируют значение измерителем ЭДС 11. Далее подвижную платформу 4 перемещают внутри трубчатого проводника на 10 см по шкале 5, после чего измеряют и фиксируют значение ЭДС в этой точке. Таким образом, установку перемещают по всей длине внутри трубчатого проводника, отслеживая это по шкале, при этом в каждой точке через 10 см измеряют ЭДС.По измеренным и зафиксированным значениям ЭДС рассчитывают величину электромагнитного поля внутри трубчатого проводника. Затем сила тока I увеличивают на 100 А до 200 А, после чего на трубчатый проводник 1 подают ток, фиксируют значение тока I, затем измеряют и фиксируют значение ЭДС. Далее подвижную платформу внутри трубчатого проводника перемещают по шкале 5 на 10 см, измеряют и фиксируют значение ЭДС в этой точке. Действия по измерению напряженности электромагнитного поля по всей длине трубчатого проводника 1 повторяют до тех пор, пока сила тока I не достигнет 600 А.To measure the distribution of electromagnetic field strengths inside a TENE-SESHCH-20-11250-400 UHL1 current conductor, a setup for studying the electromagnetic field inside a tubular conductor is introduced into the tubular conductor 1, containing a movable platform 4, which is two rails made of dielectric material, fastened in the form L-shaped. At the end of the first rail, a horizontal bar 12 with wheels 7 is rigidly fixed. A scale 5 is marked on the second rail with divisions in increments of 1 cm. A cross 6 is attached to the end of the second rail with a scale of 5, with four wheels fixed at its four ends in contact with the inside the surface of the tubular conductor 1. To the crosspiece 6 is attached a plate 8 made of a dielectric material, the diameter of which is slightly smaller than the inner diameter of the tubular conductor 1. An adjustable and sequentially connected to the tubular conductor 1 Tocnik supply 2 and the power meter 3, which is used as a current transformer type TTE transformation coefficient 125 4000/5. Next, in the hole 9 of the plate 8, a measuring coil 10 is installed with the number of turns W equal to 10000. Then, an EMF meter 11 is connected to the terminals of the measuring coil, which is used as a Fluke 87V multimeter. After that, a current is supplied to the tubular conductor 1 and the current value I is fixed by a current meter 3 at 100 A, then the value is measured by an EMF meter 11. Next, the movable platform 4 is moved inside the tubular conductor 10 cm on a scale of 5, after which the value is measured and fixed EMF at this point. Thus, the installation is moved along the entire length inside the tubular conductor, tracking it on a scale, while at each point the emf is measured after 10 cm. According to the measured and recorded EMF values, the electromagnetic field inside the tubular conductor is calculated. Then, the current strength I is increased by 100 A to 200 A, after which a current is supplied to the tubular conductor 1, the current value I is fixed, then the EMF value is measured and fixed. Next, the movable platform inside the tubular conductor is moved on a scale of 5 by 10 cm, the EMF value is measured and recorded at this point. The steps to measure the electromagnetic field along the entire length of the tubular conductor 1 are repeated until the current strength I reaches 600 A.

Колеса 7, установленые на горизонтальной планке 12 и на концах крестовины 6, позволяют равномерно перемещать подвижную платформу внутри трубчатого проводника 1, в результате чего получают точные измерения по всей длине внутри трубчатого проводника.The wheels 7 mounted on the horizontal bar 12 and at the ends of the crosspiece 6 allow the movable platform to be evenly moved inside the tubular conductor 1, resulting in accurate measurements along the entire length inside the tubular conductor.

При каждом значении силы тока I, начиная от 100 А, с последующим увеличением до 600 А, определяют точки максимальных и минимальных значений напряженности электромагнитного поля по всей длине трубчатого проводника 1, определяя таким образом оптимальные точки для установки защит на герконах внутри трубчатого проводника.For each value of current I, starting from 100 A, with a subsequent increase to 600 A, the points of maximum and minimum values of the electromagnetic field strength along the entire length of the tubular conductor 1 are determined, thereby determining the optimal points for installing protections on the reed switches inside the tubular conductor.

Claims

Installation for studying the magnetic field inside the tubular conductor, containing a measuring inductor connected to the EMF recorder, a movable platform, characterized in that the movable platform is two rails made of dielectric material and fastened in the form of a L-shaped, and on the first rail a horizontal bar with wheels is rigidly fixed, at the end of the second rail a cross is rigidly fixed, at the ends of which the wheels are fixed so that they are in contact with the inner surface the nature of the tubular conductor, and a plate made of a dielectric material is attached to the crosspiece, the diameter of which is slightly less than the inner diameter of the tubular conductor, and holes are made in the plate in which the measuring coil is fixed.