RU2620927C1 - Optical ac measuring device - Google Patents

Optical ac measuring device Download PDF

Info

Publication number
RU2620927C1
RU2620927C1 RU2016103835A RU2016103835A RU2620927C1 RU 2620927 C1 RU2620927 C1 RU 2620927C1 RU 2016103835 A RU2016103835 A RU 2016103835A RU 2016103835 A RU2016103835 A RU 2016103835A RU 2620927 C1 RU2620927 C1 RU 2620927C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder
polarizer
optical
photodetector
active element
Prior art date
Application number
RU2016103835A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Фанис Фагимович Муллин
Айдар Наилевич Закиров
Александр Борисович Смирнов
Антон Андреевич Игнатьев
Валерий Игоревич Верещагин
Анатолий Иванович Пеньковский
Николай Александрович Петрановский
Юрий Аркадьевич Лейченко
Алексей Иванович Карпов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "М12СИСТЕМС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "М12СИСТЕМС" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "М12СИСТЕМС"
Priority to RU2016103835A priority Critical patent/RU2620927C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2620927C1 publication Critical patent/RU2620927C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/24Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices

Landscapes

  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: claimed optical AC measuring device based on a Faraday cell for high-voltage power lines comprises of a light source and a multimode optical fiber, a collimator, the first polarizer, an active element of the Faraday cell made of a transparent material, the second polarizer, which transmission plane forms an angle of ±45° with the transmission plane of the first polarizer, all series-installed along the beams. The photodetector is made in the form of a collecting lens, the second multimode optical fiber, a photodetector, a linear amplifier of the photodetector signal, a signal conversion unit. The active element of the Faraday cell is made of glass with a high Verdet constant in the form of a cylinder and is installed inside a solenoid formed by a fragment of the conductor of the high-voltage power line, and one end of the cylinder is perpendicular to its generating line, polished and its surface is coated with a mirror coating. The other end of the cylinder contains the input and output polished surfaces which are inclined, forming an edge between them, which intersects the axis of the cylinder, and forming angles
Figure 00000029
with the plane of the end of the cylinder, where D is the diameter of the cylinder, and ℓ is the length of the cylinder.
EFFECT: increased accuracy of the value measurement and expanded range of the measured alternating current.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области информационно-измерительных систем, измерительным преобразователям тока высоковольтных энергетических и электрофизических установок, и, в частности, к поляризационным приборам для измерения силы тока, в которых используется эффект поворота плоскости поляризации линейно поляризованного света веществом, находящимся в продольном магнитном поле (эффект Фарадея).The invention relates to the field of information-measuring systems, current measuring transducers of high-voltage energy and electrophysical installations, and, in particular, to polarization devices for measuring current strength, which use the effect of rotation of the plane of polarization of linearly polarized light by a substance located in a longitudinal magnetic field (effect Faraday).

Традиционно для измерения переменного тока в высоковольтных ЛЭП используются трансформаторы тока в виде катушки из медного провода с большим количеством витков, которая надета на фрагмент проводника (шины) ЛЭП. Благодаря переменному току, протекаемому по фрагменту проводника, вокруг него возникает переменное магнитное поле, которое наводит в катушке переменную разность потенциалов, пропорциональную току.Traditionally, to measure the alternating current in high voltage power lines, current transformers are used in the form of a coil of copper wire with a large number of turns, which is worn on a fragment of the conductor (bus) of the power line. Due to the alternating current flowing through the conductor fragment, an alternating magnetic field arises around it, which induces an alternating potential difference proportional to the current in the coil.

Существенным недостатком традиционных трансформаторов тока является то, что его катушка, находясь под нулевым потенциалом, должна надежно изолироваться от фрагмента проводника ЛЭП, находящегося под высоким потенциалом.A significant drawback of traditional current transformers is that its coil, being at zero potential, must be reliably isolated from a fragment of a power line conductor at high potential.

С ростом класса ЛЭП требования к изоляции резко возрастают и усложняются конструктивные требования. Этот недостаток можно устранить, если вместо традиционного трансформатора тока использовать ячейку Фарадея, которая вся может находиться под высоким потенциалом ЛЭП, а свет может подаваться на ячейку от источника и приниматься для подачи его на фотоприемник с помощью оптических волокон, которые являются диэлектриками.With the growth of the power transmission line class, insulation requirements sharply increase and design requirements become more complicated. This drawback can be eliminated if instead of a traditional current transformer, a Faraday cell is used, which can all be at a high power transmission line potential, and light can be supplied to the cell from the source and received for supplying it to the photodetector using optical fibers, which are dielectrics.

Известно, что если в центре соленоида из N витков установить, вещество обладающее большой постоянной Вердэ и на него направить линейно поляризованный свет, а через соленоид пропустить ток i, то на выходе вещества можно обнаружить эффект поворота плоскости поляризации на уголIt is known that if it is established in the center of a solenoid of N turns that the substance has a large Verde constant and linearly polarized light is directed at it, and the current i passes through the solenoid, then the effect of rotation of the plane of polarization by an angle can be detected at the output of the substance

Figure 00000001
Figure 00000001

где: Н - усредненное значение напряженности продольного магнитного поля, действующего на цилиндр;where: N is the average value of the longitudinal magnetic field acting on the cylinder;

V - постоянная Вердэ вещества;V is the Verdet constant of the substance;

L - длина активного вещества;L is the length of the active substance;

β - угол между направлением света и направлением силовых линий;β is the angle between the direction of light and the direction of the lines of force;

N - число витков соленоида;N is the number of turns of the solenoid;

I - ток, протекаемый по проводнику соленоида;I is the current flowing through the conductor of the solenoid;

k - конструктивный коэффициент, учитывающий соотношение длины, диаметра соленоида и усреднения напряженности магнитного поля в различных точках вещества.k is a design coefficient that takes into account the ratio of the length, diameter of the solenoid and averaging of the magnetic field strength at various points of the substance.

Такое устройство иногда называют ячейкой Фарадея.Such a device is sometimes called a Faraday cage.

Измеряя угол поворота плоскости поляризации, можно определить величину тока i, протекаемого по проводнику соленоида ячейки Фарадея,By measuring the angle of rotation of the plane of polarization, it is possible to determine the magnitude of the current i flowing through the conductor of the solenoid of the Faraday cell,

Figure 00000002
Figure 00000002

где N, k, V и L - постоянные величины для конкретной конструкции ячейки Фарадея.where N, k, V and L are constant values for a particular Faraday cell design.

Следует заметить, что зависимость угла поворота плоскости поляризации α от напряженности магнитного поля Н и зависимость магнитного поля Н от тока соленоида i являются линейными функциями, что упрощает задачу измерения токов, например, в высоковольтных линиях электропередач (ЛЭП).It should be noted that the dependence of the angle of rotation of the plane of polarization α on the magnetic field strength H and the dependence of the magnetic field H on the current of the solenoid i are linear functions, which simplifies the task of measuring currents, for example, in high-voltage power lines (power lines).

Иногда для измерения тока в высоковольтных линиях в качестве активного вещества ячейки Фарадея используют специальное оптическое волокно.Sometimes, to measure current in high voltage lines, a special optical fiber is used as the active substance of the Faraday cell.

Представителем таких известных устройств является «Токоизмерительная система, использующая эффект ячейки Фарадея» по патенту США №3605013, G01R 15/246, от 16.11.1968 г. A representative of such well-known devices is the "Current-measuring system using the effect of the Faraday cell" according to US patent No. 3605013, G01R 15/246, 11/16/1968

Структурная схема устройства показана в описании патента.The block diagram of the device is shown in the patent description.

Известное устройство содержит источник света и установленные последовательно по ходу лучей многомодовое оптическое волокно, соединитель, поляризатор, активный элемент ячейки Фарадея, представляющий собой катушку из оптического одномодового волокна, надетую на фрагмент проводника высоковольтной линии, второй поляризатор, плоскость пропускания которого составляет ±45° с плоскостью пропускания первого поляризатора, соединитель, многомодовое оптическое волокно, фотоприемник и электронный блок преобразования сигналов. В процессе прохождения тока i по проводнику вокруг него возникает магнитное поле, силовые линии которого совпадают с витками оптического одномодового волокна и, следовательно, совпадают с направлением распространения лучей света.The known device contains a light source and a multimode optical fiber, a connector, a polarizer, an active element of a Faraday cell, which is a coil of optical single-mode fiber, worn on a fragment of a conductor of a high-voltage line, a second polarizer, the transmission plane of which is ± 45 ° s the transmission plane of the first polarizer, a connector, a multimode optical fiber, a photodetector and an electronic signal conversion unit. During the passage of current i through the conductor around it, a magnetic field appears, the lines of force of which coincide with the turns of an optical single-mode fiber and, therefore, coincide with the direction of propagation of light rays.

Недостатком известного устройства является то, что в процессе прохождения поляризованного света через оптическое многомодовое волокно в результате многократного хаотического полного внутреннего отражения на границе контакта сердцевины и оболочки волокна происходит преобразование линейно поляризованного света, смешивание различных состояний поляризации, что приводит к частичной или полной деполяризации света. Поэтому многомодовое оптическое волокно непригодно для использования его в качестве активного элемента ячейки Фарадея.A disadvantage of the known device is that during the passage of polarized light through an optical multimode fiber as a result of multiple chaotic total internal reflection at the interface between the core and the fiber sheath, linearly polarized light is converted, and different polarization states are mixed, which leads to partial or complete depolarization of light. Therefore, a multimode optical fiber is unsuitable for use as an active element of a Faraday cell.

Оптические волокна под названием «Панда» или «Галстук-бабочка» так же мало пригодны из-за сильного двулучепреломления.Optical fibers called "Panda" or "Bow Tie" are also of little use due to strong birefringence.

В известных оптических трансформаторах тока в качестве активного элемента ячейки Фарадея часто применяют одномодовое оптическое волокно (диаметр волокна 4 мкм), в котором угол падения при полном внутреннем отражении близок к 90° и в процессе распространения в нем поляризованного света его состояние поляризации изменяется меньше. Такое оптическое волокно можно представить в виде набора фазовых пластинок, вносящих небольшую разность фаз δ, главные оси которых хаотически расположены по отношению к плоскости поляризации света, проходящего по волокну. В результате происходит частичная деполяризация света с коэффициентом деполяризации Δр.In known optical current transformers, a single-mode optical fiber (fiber diameter of 4 μm) is often used as an active element of a Faraday cell, in which the angle of incidence at full internal reflection is close to 90 ° and its polarization state changes less during the propagation of polarized light in it. Such an optical fiber can be represented as a set of phase plates introducing a small phase difference δ, the main axes of which are randomly located with respect to the plane of polarization of the light passing through the fiber. As a result, partial depolarization of light occurs with a depolarization coefficient Δp.

Если по проводнику протекает переменный ток с частотой ω=50 Гц, то интенсивность света I, воспринимаемая фотоприемником изменяется по законуIf an alternating current with a frequency of ω = 50 Hz flows through the conductor, then the light intensity I perceived by the photodetector changes according to the law

Figure 00000003
Figure 00000003

где I0 - интенсивность света источника;where I 0 is the light intensity of the source;

р=1-Δр - степень поляризации света после оптического волокна 5;p = 1-Δp is the degree of polarization of light after the optical fiber 5;

Δр - коэффициент деполяризации света в оптическом волокне;Δp is the depolarization coefficient of light in the optical fiber;

αmах - максимальное значение угла поворота плоскости поляризации света, соответствующей максимальной амплитуде напряженности магнитного поля вокруг проводника;α max - the maximum value of the angle of rotation of the plane of polarization of light corresponding to the maximum amplitude of the magnetic field around the conductor;

ω=50 Гц - частота переменного тока в проводнике.ω = 50 Hz is the frequency of the alternating current in the conductor.

Блок преобразования сигналов определяет отношениеThe signal conversion unit determines the ratio

Figure 00000004
Figure 00000004

а затем искомый ток i в проводнике 4:and then the desired current i in conductor 4:

Figure 00000005
Figure 00000005

Из уравнения видно, что частичная деполяризация света Δр напрямую влияет на величину угла вращения плоскости поляризации α и, следовательно, на результат измерения тока i.It can be seen from the equation that the partial depolarization of light Δp directly affects the angle of rotation of the plane of polarization α and, therefore, the result of measuring the current i.

Кроме того, эффект деполяризации уменьшает динамический диапазон измерений.In addition, the effect of depolarization reduces the dynamic range of measurements.

Известно устройство-прибор для измерения электрического тока и магнитного поля по патенту США №4608535 от 02.12.1982 г., МПК G01R 33/02.A device is known for measuring electric current and magnetic field according to US patent No. 4608535 dated 02.12.1982, IPC G01R 33/02.

Устройство выполнено на основе ячейки Фарадея. Ячейка Фарадея выполнена из материала, состоящего из оксида висмута кремния (Bi12SiO20) или оксида висмута германия (Bi12GeO20), обладающего сравнительно большой постоянной Верде, имеющая толщину 3 мм и содержащая отражающий слой, состоящий из многослойных диэлектрических пленок, сформированных на обеих сторонах.The device is based on a Faraday cell. The Faraday cage is made of a material consisting of bismuth oxide of silicon (Bi 12 SiO 20 ) or germanium bismuth oxide (Bi 12 GeO 20 ) having a relatively large Verdet constant, having a thickness of 3 mm and containing a reflective layer consisting of multilayer dielectric films formed on both sides.

Поверхность ячейки Фарадея может быть покрыта прозрачной и электропроводящей тонкой пленкой, полученной распылением In2O3 или In2O3-SnO2 для устранения эффектов внешних электрических полей.The surface of the Faraday cup can be coated with a transparent and electrically conductive thin film obtained by sputtering In 2 O 3 or In 2 O 3 -SnO 2 to eliminate the effects of external electric fields.

Устройство позволяет измерять электрический ток и магнитное поле с высокой чувствительностью, при этом, располагая его в непосредственной близости от проводника.The device allows you to measure electric current and magnetic field with high sensitivity, while placing it in the immediate vicinity of the conductor.

Недостатком данного устройства является низкая динамическая стойкость оптического элемента (ячейки Фарадея), а значит и всего прибора, из-за хрупкости этого оптического элемента (ячейки Фарадея) - толщиной 3 мм. Конструкция прибора хрупкая и для использования его на открытых высоковольтных подстанциях требует существенной доработки для обеспечения жесткости, прочности, защиты от осадков и воздействия температур от -35 до +60°С (ГОСТ 12997 (Р52931).The disadvantage of this device is the low dynamic stability of the optical element (Faraday cages), and therefore the entire device, due to the fragility of this optical element (Faraday cages) - 3 mm thick. The design of the device is fragile and for its use in open high-voltage substations requires substantial refinement to ensure rigidity, strength, protection against precipitation and exposure to temperatures from -35 to + 60 ° C (GOST 12997 (P52931).

Сложность конструкции увеличивается применении ярма (ярмо - часть магнитной системы электромеханических преобразователей и трансформаторов, не несущая основных обмоток и служащая для замыкания магнитной цепи) со встроенной в него ячейкой Фарадея. Ярмо в конструкции необходимо для концентрации магнитного поля, т.е. для повышения чувствительности (точности) прибора. Без данного ярма прибор становится нечувствительным при малых значениях тока и напряжения в проводнике, что уменьшает диапазон измерений. Увеличение толщины оптического элемента (ячейки Фарадея) приведет к отличию между толщиной оптического элемента (ячейки Фарадея) и толщиной ярма, что снизит концентрацию магнитного поля на проходящих по оптическому элементу лучах поляризованного света. Соответственно это приведет к снижению чувствительности прибора. Что в свою очередь ограничивает область его применения. Увеличение толщины ярма вместе с толщиной оптического элемента (ячейки Фарадея) приведет к заметному утяжелению всей конструкции, что тоже ограничит его область применения.The complexity of the design increases the use of the yoke (the yoke is part of the magnetic system of electromechanical converters and transformers, not bearing the main windings and serving to close the magnetic circuit) with a Faraday cell built into it. The yoke in the structure is necessary for the concentration of the magnetic field, i.e. to increase the sensitivity (accuracy) of the device. Without this yoke, the device becomes insensitive at low current and voltage values in the conductor, which reduces the measurement range. An increase in the thickness of the optical element (Faraday cage) will lead to a difference between the thickness of the optical element (Faraday cage) and the thickness of the yoke, which will reduce the concentration of the magnetic field on the rays of polarized light passing through the optical element. Accordingly, this will lead to a decrease in the sensitivity of the device. Which in turn limits its scope. An increase in the thickness of the yoke along with the thickness of the optical element (Faraday cage) will lead to a noticeable weighting of the entire structure, which will also limit its scope.

Более близким аналогом по отношению к заявляемому оптическому трансформатору тока является магнитооптический измерительный преобразователь переменного тока МПР-МЭ-5 [Магнитооптический измерительный преобразователь переменного и импульсного тока МПР-МЭ-5,000 «НПП МарсЭнерго» (приборы для электроэнергетики), www.mars-energo.ru), принят за прототип.A closer analogue to the claimed optical current transformer is the magneto-optical measuring transducer of alternating current MPR-ME-5 [Magnetooptical measuring transducer of alternating and pulse current MPR-ME-5,000 of NPP MarsEnergo (devices for electric power industry), www.mars-energo. ru), adopted as a prototype.

Согласно структурной схеме преобразователь переменного тока МПР-МЭ-5 содержит источник света и установленные последовательно по ходу лучей многомодовое оптическое волокно, коллиматор, первый поляризатор, активный элемент ячейки Фарадея, выполненный в виде четырех стеклянных призм типа АР-180°, охватывающих по кругу проводник с током, второй поляризатор, плоскость пропускания которого составляет ±45° с плоскостью пропускания первого поляризатора, приемное устройство в виде собирающей линзы, второго оптического многомодового волокна, фотоприемника и блок преобразования сигналов.According to the structural diagram, the MPR-ME-5 AC converter contains a light source and a multimode optical fiber, a collimator, a first polarizer, an active element of a Faraday cell, made in the form of four glass prisms of the AR-180 ° type, spanning a conductor in a circle with current, a second polarizer, the transmission plane of which is ± 45 ° with the transmission plane of the first polarizer, a receiving device in the form of a collecting lens, a second optical multimode fiber, opriemnika and a signal conversion.

Особенностями конструкции преобразователя является то, что четыре призмы типа АР-180° расположены последовательно по ходу распространения света, выполнены из стекла и образуют замкнутый контур вокруг проводника с током.The design features of the converter is that four prisms of the type AP-180 ° are arranged sequentially in the direction of light propagation, made of glass and form a closed loop around the current conductor.

Для удобства ввода и вывода коллимированного пучка света торцы первой и последней призм дополнены клиньями. Между клином и первой призмой вклеен первый поляризатор, а между клином и последней призмой вклеен второй поляризатор. Плоскость пропускания поляризатора составляет угол ±45° с плоскостью пропускания поляризатора.For the convenience of input and output of a collimated beam of light, the ends of the first and last prisms are supplemented by wedges. The first polarizer is glued between the wedge and the first prism, and the second polarizer is glued between the wedge and the last prism. The plane of transmission of the polarizer is an angle of ± 45 ° with the plane of transmission of the polarizer.

Торец оптического волокна установлен в фокальной плоскости коллиматора а торец второго оптического волокна находится в фокальной плоскости собирающей линзы.The end of the optical fiber is installed in the focal plane of the collimator and the end of the second optical fiber is in the focal plane of the collecting lens.

Блок преобразования сигналов содержит источник питания, линейный усилитель сигнала фотоприемника и схему обработки сигнала.The signal conversion unit contains a power source, a linear amplifier of the signal of the photodetector and a signal processing circuit.

Известный магнитооптический измерительный преобразователь переменного тока МПР-МЭ-5 работает следующим образом.Known magneto-optical measuring transducer of alternating current MPR-ME-5 operates as follows.

Свет от источника с помощью многомодового оптического волокна передается в фокальную плоскость коллиматора. Далее свет в виде расходящегося пучка падает на линзу, после нее становится коллимированным, проходит первый поляризатор становится линейно поляризованным и проходит последовательно призмы.The light from the source is transmitted using the multimode optical fiber to the focal plane of the collimator. Then the light in the form of a diverging beam falls on the lens, after it becomes collimated, the first polarizer passes, becomes linearly polarized and passes through the prisms in series.

Если тока в проводнике нет, а все призмы свободны от механических нагрузок, выполнены из одного сорта стекла и их главные сечения попарно взаимно ортогональны, то линейно поляризованный свет, претерпевая полное внутреннее отражение, последовательно переходит с одной призмы в другую с сохранением азимута поляризации, соответствующего азимуту пропускания первого поляризатора. Азимут пропускания второго поляризатора отличается от азимута первого поляризатора на угол ±45°. Поэтому интенсивность света I после второго поляризатора равна Ι=0,25Ι0, где I0 - интенсивность света, падающего на первый поляризатор. Весь этот пучок света собирается линзой на торце многомодового оптического волокна и по нему передается на фотоприемник.If there is no current in the conductor, and all the prisms are free from mechanical loads, are made of one type of glass and their main sections are mutually orthogonal in pairs, then linearly polarized light, undergoing total internal reflection, sequentially passes from one prism to another while maintaining the polarization azimuth corresponding to azimuth of transmission of the first polarizer. The transmission azimuth of the second polarizer differs from the azimuth of the first polarizer by an angle of ± 45 °. Therefore, the light intensity I after the second polarizer is Ι = 0.25Ι 0 , where I 0 is the intensity of the light incident on the first polarizer. This entire beam of light is collected by the lens at the end of the multimode optical fiber and transmitted through it to the photodetector.

Однако известный магнитооптический измерительный преобразователь переменного тока МПР-МЭ-5 имеет ряд существенных недостатков.However, the known magneto-optical measuring transducer of alternating current MPR-ME-5 has a number of significant disadvantages.

Во-первых, в данном известном устройстве не эффективно используется магнитное поле, возникающее вокруг проводника с током i.Firstly, in this known device, the magnetic field arising around a conductor with current i is not effectively used.

В каждой из призм свет распространяется по прямой, составляя траекторию четырехугольника, а силовые линии вокруг проводника имеют форму концентрических колец. Причем, напряженность магнитного поля Н у поверхности проводника наибольшая, а с увеличением радиуса r кольца убывает по законуIn each of the prisms, the light propagates in a straight line, making up the trajectory of the quadrangle, and the lines of force around the conductor are in the form of concentric rings. Moreover, the magnetic field H at the surface of the conductor is greatest, and with increasing radius r of the ring decreases according to the law

Figure 00000006
Figure 00000006

Поэтому в зоне центральной части каждой призмы напряженность поля Н наибольшая, а у концов призм существенно меньшая. К тому же, у концов призм направление силовых линий поля и направление света существенно различается, составляя между собой угол β, от которого зависит эффект поворота плоскости поляризации согласно закона ФарадеяTherefore, in the zone of the central part of each prism, the field strength H is greatest, and at the ends of the prisms substantially less. In addition, at the ends of the prisms, the direction of the field lines of the field and the direction of light are significantly different, making up the angle β, on which the effect of rotation of the plane of polarization depends according to the Faraday law

Figure 00000007
Figure 00000007

На участках перехода света от одной призмы к другой лучи двигаются параллельно проводнику, то есть, перпендикулярно плоскостям колец магнитных силовых линий и не вносят никакого вклада в эффект Фарадея. Таким образом, линейно поляризованный свет проходит большой путь в стекле, а эффективность использования продольного магнитного поля проводника не высока.In the areas of the transition of light from one prism to another, the rays move parallel to the conductor, that is, perpendicular to the planes of the rings of magnetic lines of force and do not make any contribution to the Faraday effect. Thus, linearly polarized light travels a long way in the glass, and the efficiency of using the longitudinal magnetic field of the conductor is not high.

Во-вторых, на базе данного известного устройства сложно создать универсальный компактный датчик ОИПТ, например, для открытых высоковольтных подстанций.Secondly, on the basis of this known device it is difficult to create a universal compact OIPT sensor, for example, for open high-voltage substations.

Известная конструкция устройства хрупкая и для использования его на открытых высоковольтных подстанциях требует существенной доработки для обеспечения жесткости, защиты от осадков и воздействия температур от -35 до +60°С (ГОСТ 12997 (Р52931).The known design of the device is fragile and for its use in open high-voltage substations requires significant improvements to ensure rigidity, protection against precipitation and exposure to temperatures from -35 to + 60 ° C (GOST 12997 (P52931).

Задачей заявляемого технического решения является создание оптического измерителя переменного тока (оптического трансформатора переменного тока) на базе ячейки Фарадея для высоковольтных линий электропередач.The objective of the proposed technical solution is to create an optical AC meter (optical AC transformer) based on a Faraday cell for high voltage power lines.

Технический результат - высокая точность измерения величины и расширение диапазона измеряемого переменного тока.EFFECT: high accuracy of measuring the value and expanding the range of the measured alternating current.

Технический результат достигается тем, что оптический измеритель переменного тока на базе ячейки Фарадея для высоковольтных линий электропередач, содержит источник света и установленные последовательно по ходу лучей многомодовое оптическое волокно, коллиматор, первый поляризатор, активный элемент ячейки Фарадея, выполненный из прозрачного вещества, второй поляризатор, плоскость пропускания которого составляет угол ±45° с плоскостью пропускания первого поляризатора, фотоприемное устройство в виде собирающей линзы, второе многомодовое оптическое волокно, фотоприемник, линейный усилитель сигнала фотоприемника, блок преобразования сигналов, при этом активный элемент ячейки Фарадея выполнен из стекла с высоким значением постоянной Вердэ в виде цилиндра и установлен внутри соленоида, образованного фрагментом проводника высоковольтной линии электропередач, а один торец цилиндра перпендикулярен его образующей, полирован и на его поверхность нанесено зеркальное покрытие, другой торец цилиндра содержит входную и выходную полированные поверхности, выполненные наклонными, образующие между собой ребро, пересекающее ось цилиндра, и составляющие с плоскостью торца цилиндра углыThe technical result is achieved by the fact that the optical AC meter based on the Faraday cage for high voltage power lines contains a light source and a multimode optical fiber, a collimator, a first polarizer, an active element of a Faraday cage made of a transparent substance, and a second polarizer the transmission plane of which is an angle of ± 45 ° with the transmission plane of the first polarizer, a photodetector in the form of a collecting lens, the second multimode optical fiber, photodetector, linear signal amplifier of the photodetector, signal conversion unit, while the active element of the Faraday cell is made of glass with a high Verde constant in the form of a cylinder and is installed inside the solenoid formed by a fragment of a conductor of a high-voltage power line, and one end of the cylinder is perpendicular to it forming, polished, and a mirror coating is applied to its surface, the other end of the cylinder contains input and output polished surfaces made by inclining They form an edge between themselves that intersects the axis of the cylinder and make up angles with the plane of the end face of the cylinder

Figure 00000008
Figure 00000008

где D - диаметр цилиндра, а

Figure 00000009
- длина цилиндра.where D is the diameter of the cylinder, and
Figure 00000009
is the length of the cylinder.

Осуществление изобретения.The implementation of the invention.

Структурная схема заявляемого оптического измерителя тока показана на фиг. 1.The block diagram of the inventive optical current meter is shown in FIG. one.

На фиг. 2 показан активный элемент ячейки Фарадея в виде стеклянного цилиндра.In FIG. 2 shows the active element of a Faraday cup in the form of a glass cylinder.

Заявляемый оптический измеритель тока (оптический трансформатор переменного тока) (фиг. 1) содержит источник света 1 в виде высокоинтенсивного светодиода и установленные по ходу лучей многомодовое волокно 2, коллиматор в виде микрообъектива 3, первый пленочный поляризатор 4, активный элемент ячейки Фарадея 5 в виде стеклянного цилиндра, фрагмент проводника ЛЭП в виде соленоида с током 6, второй пленочный поляризатор 7, плоскость пропускания которого составляет угол ±45° с плоскостью пропускания первого поляризатора 4, собирающая линза 8, второе многомодовое оптическое волокно 9 и фотоприемник 10.The inventive optical current meter (optical AC transformer) (Fig. 1) contains a light source 1 in the form of a high-intensity LED and multimode fiber 2 installed along the rays, a collimator in the form of a micro-lens 3, the first film polarizer 4, the active element of the Faraday cell 5 in the form a glass cylinder, a fragment of a power line conductor in the form of a solenoid with current 6, a second film polarizer 7, the transmission plane of which is an angle of ± 45 ° with the transmission plane of the first polarizer 4, collecting lens 8, sec e multimode optical fiber 9 and the photodetector 10.

Фотоприемник 10 подключен к линейному усилителю, который находится в блоке преобразования сигналов 11.The photodetector 10 is connected to a linear amplifier, which is located in the signal conversion unit 11.

Оптическая ось коллиматора 3 (фиг. 1) перпендикулярна входной поверхности цилиндра, а оптическая ось фотоприемного устройства (собирающая линза 8 и торец второго оптического волокна 9) перпендикулярна выходной поверхности цилиндра. Оба поляризатора 4 и 7 выполнены в виде поляроидных пленок.The optical axis of the collimator 3 (Fig. 1) is perpendicular to the input surface of the cylinder, and the optical axis of the photodetector (collecting lens 8 and the end face of the second optical fiber 9) is perpendicular to the output surface of the cylinder. Both polarizers 4 and 7 are made in the form of polaroid films.

Как вариант исполнения, первый поляризатор 4 наклеен на входную полированную поверхность цилиндра 5, а второй поляризатор 7 наклеен на выходную поверхность цилиндра 5.As an embodiment, the first polarizer 4 is glued to the input polished surface of the cylinder 5, and the second polarizer 7 is glued to the output surface of the cylinder 5.

Соленоид 6 (фиг. 1), активный элемент ячейки Фарадея (цилиндр) 5 с поляризаторами 4 и 7, коллиматор 3 и собирающая линза 8 смонтированы в едином блоке ячейки Фарадея 12, который закреплен на верхней части полого высоковольтного изолятора 13 и находится под высоким потенциалом по отношению к земле, то есть под напряжением ЛЭП.The solenoid 6 (Fig. 1), the active element of the Faraday cup (cylinder) 5 with polarizers 4 and 7, the collimator 3 and the collecting lens 8 are mounted in a single block of the Faraday cup 12, which is mounted on the upper part of the hollow high-voltage insulator 13 and is at high potential in relation to the earth, that is, under voltage power lines.

Во внутренней полости высоковольтного изолятора 13 проложены многомодовые волокна 2 и 9, на концах которых имеются специальные наконечники 14 для фиксации торцов волокон 2 и 9.In the inner cavity of the high-voltage insulator 13, multimode fibers 2 and 9 are laid, at the ends of which there are special tips 14 for fixing the ends of the fibers 2 and 9.

Верхние наконечники 14 закреплены в блоке ячейки Фарадея 12 так, что торец оптического волокна 2 находится в фокальной плоскости коллиматора 3, а торец оптического волокна 9 находится в фокальной плоскости собирающей линзы 8. В нижней части полого высоковольтного изолятора 13 имеются отверстия с вмонтированными уплотнителями для вывода оптических волокон 2,9 и подсоединения к электронному блоку 15, который находится под нулевым потенциалом, то есть, заземлен.The upper tips 14 are fixed in the block of the Faraday cell 12 so that the end face of the optical fiber 2 is in the focal plane of the collimator 3, and the end face of the optical fiber 9 is in the focal plane of the collecting lens 8. There are holes in the bottom of the hollow high-voltage insulator 13 with mounted seals for output optical fibers 2.9 and connections to the electronic unit 15, which is at zero potential, that is, grounded.

Нижние наконечники 14 оптических волокон 2,9 закреплены в блоке 15 так, что торец волокна 2 находится у источника света 1, а торец волокна 9 - у фотоприемника 10.The lower tips 14 of the optical fibers 2.9 are fixed in the block 15 so that the end of the fiber 2 is at the light source 1, and the end of the fiber 9 is at the photodetector 10.

Размеры и, в частности, длина высоковольтного изолятора 13 зависят от класса высоковольтной ЛЭП. Поэтому длина оптических волокон 2,9 также зависит от класса высоковольтной ЛЭП и от места расположения электронного блока 15.The dimensions and, in particular, the length of the high-voltage insulator 13 depend on the class of high-voltage power lines. Therefore, the length of the optical fibers 2.9 also depends on the class of high-voltage power lines and on the location of the electronic unit 15.

Активный элемент ячейки Фарадея выполнен в виде цилиндра 5 (фиг. 2) из стекла с высоким значением постоянной Вердэ, например, из стекла марки ТФ5.The active element of the Faraday cup is made in the form of a cylinder 5 (Fig. 2) made of glass with a high value of the Verdet constant, for example, of glass grade TF5.

Один торец цилиндра 5 перпендикулярен его образующей, полирован и на его поверхности нанесено зеркальное покрытие.One end of the cylinder 5 is perpendicular to its generatrix, polished and a mirror coating is applied on its surface.

Другой торец цилиндра 5 содержит две полированные поверхности, составляющие с плоскостью торца цилиндра углыThe other end of the cylinder 5 contains two polished surfaces that make up angles with the plane of the end of the cylinder

Figure 00000010
Figure 00000010

где D - диаметр цилиндра, а

Figure 00000009
- длина цилиндра.where D is the diameter of the cylinder, and
Figure 00000009
is the length of the cylinder.

Одна поверхность, на которую направляется коллимированный линейно поляризованный свет, является входной, а другая - выходной. Эти две входная и выходная полированные поверхности образуют между собой ребро, пересекающее ось цилиндра.One surface onto which the collimated linearly polarized light is directed is the input, and the other the output. These two input and output polished surfaces form an edge between themselves that intersects the axis of the cylinder.

Для усиления эффекта Фарадея (т.е. для увеличения точности измерения электрического тока) возможно многократное (четное количество раз) прохождение луча света через стеклянный цилиндр диаметром D и длиной

Figure 00000009
(фиг. 2).To enhance the Faraday effect (i.e., to increase the accuracy of measuring electric current), a multiple (even number of times) passage of a light beam through a glass cylinder of diameter D and length
Figure 00000009
(Fig. 2).

Свет, пропускаемый через цилиндр, поляризованный, поэтому следует избегать искажений состояния поляризации при отражении и преломлении; входящий и выходящий параллельные пучки света не должны виньетироваться и не должны касаться образующей цилиндра.The light transmitted through the cylinder is polarized; therefore, distortions of the polarization state during reflection and refraction should be avoided; incoming and outgoing parallel light beams should not vignette and should not touch the generatrix of the cylinder.

Виньетирование - ослабление проходящего под углом по отношению к оптической оси потока лучей в оптической системе.Vignetting is the attenuation of a beam of rays passing at an angle with respect to the optical axis in an optical system.

Диаметры (размеры) сечения падающего и отраженного световых пучков должны вписываться во входную полированную поверхность торца цилиндра, т.е. должны быть не более 1/2D. При этом, координаты центров этих пучков должны быть 1/4D.The diameters (dimensions) of the cross section of the incident and reflected light beams must fit into the input polished surface of the cylinder end, i.e. must be no more than 1 / 2D. In this case, the coordinates of the centers of these beams should be 1 / 4D.

Из построения на фиг. 2 видно, что внутри стеклянного цилиндра для разделения на выходе падающего и отраженного пучков света, падающий на зеркало пучок света должен падать под углом γ, который вычисляется из уравненияFrom the construction in FIG. 2 it can be seen that inside the glass cylinder for separation at the output of the incident and reflected light beams, the light beam incident on the mirror must fall at an angle γ, which is calculated from the equation

Figure 00000011
Figure 00000011

откудаwhere from

Figure 00000012
Figure 00000012

Для обеспечения необходимого направления падающего света под углом γ в обычном цилиндрическом стержне пришлось бы направлять свет на входную часть торца цилиндра под большим углом, чем угол γ, поскольку показатель преломления стеклянного цилиндра (стекла) на много больше показателя преломления воздуха. Это нежелательно потому, что при преломлении может происходить изменение линейно поляризованного света.To ensure the necessary direction of incident light at an angle γ in an ordinary cylindrical rod, it would be necessary to direct light to the input part of the cylinder end face at a larger angle than angle γ, since the refractive index of a glass cylinder (glass) is much higher than the refractive index of air. This is undesirable because a linearly polarized light may change upon refraction.

Чтобы избежать этих проблем, входящий и выходящий пучки света должны входить и выходить перпендикулярно входной и выходной граням цилиндра. Таким образом, входную и выходную грани стеклянного цилиндра следует «наклонить», т.е. их следует выполнить под угломTo avoid these problems, incoming and outgoing light beams must enter and exit perpendicular to the inlet and outlet faces of the cylinder. Thus, the input and output faces of the glass cylinder should be “tilted”, i.e. they should be done at an angle

Figure 00000013
Figure 00000013

Это также способствует упрощению конструкции прибора потому, что в этом случае безразлично, какую величину показателя преломления имеет стекло, из которого изготовлен цилиндр.This also helps to simplify the design of the device because in this case it does not matter what magnitude of the refractive index the glass of which the cylinder is made.

Возможны другие варианты исполнения предлагаемого оптического измерителя тока (оптического трансформатора переменного тока).Other versions of the proposed optical current meter (optical AC transformer) are possible.

Например, наклонные плоскости цилиндра 5 активного элемента ячейки Фарадея могут быть выполнены с зеркальным покрытием.For example, the inclined plane of the cylinder 5 of the active element of the Faraday cell can be made with a mirror coating.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Работу заявляемого оптического измерителя тока (оптического трансформатора переменного тока) можно проиллюстрировать на примере структурной схемы, показанной на фиг. 1, когда фрагмент проводника ЛЭП выполнен в виде соленоида 6, а активный элемент ячейки Фарадея 5 выполнен в виде стеклянного цилиндра и находится внутри (окружен) соленоида 6.The operation of the inventive optical current meter (optical AC transformer) can be illustrated by the example of the structural diagram shown in FIG. 1, when a fragment of the power line conductor is made in the form of a solenoid 6, and the active element of the Faraday cell 5 is made in the form of a glass cylinder and is inside (surrounded) of the solenoid 6.

Свет от высокоинтенсивного светодиода 1 по многомодовому оптическому волокну 2 передается в фокальную плоскость коллиматора 3. Вышедший из оптического волокна 2 расходящийся пучок света преобразуется коллиматором 3 в коллимированный, проходит первый поляризатор 4, наклеенный на входную поверхность стеклянного цилиндра 5 и становится линейно поляризованным.The light from the high-intensity LED 1 is transmitted through the multimode optical fiber 2 to the focal plane of the collimator 3. The diverging light beam emerging from the optical fiber 2 is converted by the collimator 3 into collimated, the first polarizer 4 passes, glued to the input surface of the glass cylinder 5 and becomes linearly polarized.

Оптическая ось коллиматора (объектив 3 и торец оптического волокна 2) перпендикулярна входной поверхности цилиндра 5.The optical axis of the collimator (lens 3 and the end of the optical fiber 2) is perpendicular to the input surface of the cylinder 5.

Поэтому линейно поляризованный коллимированный пучок света проходит стеклянный цилиндр 5 и падает на его зеркальную поверхность под угломTherefore, a linearly polarized collimated beam of light passes through the glass cylinder 5 and falls on its mirror surface at an angle

Figure 00000014
Figure 00000014

где D - диаметр цилиндра 5 и

Figure 00000009
- длина цилиндра 5.where D is the diameter of the cylinder 5 and
Figure 00000009
- cylinder length 5.

Далее отраженный под таким же углом γ свет вторично проходит цилиндр 5, проходит второй поляризатор 7 наклеенный на выходную поверхность цилиндра 5, и так же с помощью линзы 8 и оптического волокна 9 передается на фотоприемник 10.Further, light reflected at the same angle γ passes through cylinder 5 a second time, passes a second polarizer 7 glued to the output surface of cylinder 5, and is also transmitted to a photodetector 10 using a lens 8 and optical fiber 9.

В качестве примера рассмотрим случай, когда цилиндр 5 выполнен из стекла ТФ5 (nD=1,755).As an example, consider the case where the cylinder 5 is made of TF5 glass (n D = 1,755).

Если ток i по соленоиду 6 (фиг. 1) не проходит и магнитное поле отсутствует, а на цилиндр 5 нет механических, термических воздействий, то интенсивность света I, воспринимаемая фотоприемником 10 равна:If the current i through the solenoid 6 (Fig. 1) does not pass and there is no magnetic field, and there are no mechanical, thermal effects on the cylinder 5, then the light intensity I perceived by the photodetector 10 is equal to:

Figure 00000015
Figure 00000015

Если по соленоиду 6 протекает переменный токIf AC flows through solenoid 6

i=imaxsinωt частоты сети ω=50 Гц, тоi = i max sinωt of the mains frequency ω = 50 Hz, then

Figure 00000016
Figure 00000016

Неизбежные потери света при формировании рабочего пучка (диафрагмирование, виньетирование, поглощение и т.п.) учитываем постоянным конструктивным коэффициентом k.The inevitable loss of light during the formation of the working beam (aperture, vignetting, absorption, etc.) is taken into account by a constant design coefficient k.

Таким образом, фотоприемник 10 воспринимает свет интенсивностьюThus, the photodetector 10 perceives light intensity

Figure 00000017
Figure 00000017

и преобразует его в электрический сигналand converts it into an electrical signal

Figure 00000018
Figure 00000018

который после усилителя формируется в виде постоянной составляющей U==U0 и переменной составляющейwhich after the amplifier is formed in the form of a constant component U = = U 0 and a variable component

Figure 00000019
Figure 00000019

Блок формирования сигналов 11 вычисляет отношениеThe signal conditioning unit 11 calculates the ratio

Figure 00000020
Figure 00000020

а затем искомый ток i, протекаемый по соленоиду 6 по формулеand then the desired current i flowing through the solenoid 6 according to the formula

Figure 00000021
Figure 00000021

где N - число витков соленоида 6;where N is the number of turns of the solenoid 6;

V и L - постоянная Вердэ и длина цилиндра 5;V and L - Verdet constant and cylinder length 5;

М - коэффициент, характеризующий эффективность использования продольной составляющей магнитного поля соленоида 6.M is a coefficient characterizing the efficiency of using the longitudinal component of the magnetic field of the solenoid 6.

Измеренная величина тока i индицируется на цифровом табло и транслируется внешним устройствам с помощью интерфейса RS-232C и RS-485.The measured value of current i is displayed on a digital display and transmitted to external devices using the RS-232C and RS-485 interface.

Заявляемый оптический измеритель переменного тока имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с известными подобными устройствами.The inventive optical meter AC has a number of significant advantages compared with known similar devices.

Во-первых, при малых углах γ зеркальная поверхность активного элемента ячейки Фарадея (цилиндра) не вносит никаких искажений в линейно поляризованный свет. Поэтому заявляемое устройство обладает большой чувствительностью и большим динамическим диапазоном.First, at small angles γ, the mirror surface of the active element of the Faraday cell (cylinder) does not introduce any distortion into linearly polarized light. Therefore, the inventive device has high sensitivity and a large dynamic range.

Во-вторых, выполнение активного элемента в виде цилиндра и размещение его внутри соленоида, образованного фрагментом проводника ЛЭП, позволяет максимально эффективно использовать магнитное поле, возникающее вокруг фрагмента проводника.Secondly, the implementation of the active element in the form of a cylinder and its placement inside the solenoid formed by a fragment of a power transmission line conductor, allows the most efficient use of the magnetic field that occurs around the conductor fragment.

В-третьих, однократное, или четное число раз прохождение поляризованного света в активном элементе повышает чувствительность устройства и его точность измерения переменного тока.Thirdly, a single, or even an even number of times passage of polarized light in the active element increases the sensitivity of the device and its accuracy in measuring alternating current.

В-четвертых, выполнение активного элемента в виде стеклянного цилиндра с наклеенными поляризаторами позволило достичь компактности конструкции, ее универсальности, жесткости, защиты от внешних воздействий, удобства монтажа.Fourth, the implementation of the active element in the form of a glass cylinder with glued polarizers made it possible to achieve compact design, its versatility, rigidity, protection against external influences, and ease of installation.

В-пятых, предлагаемое устройство имеет перспективу еще большей эффективности использования магнитного поля фрагмента проводника ЛЭП, применяя известные приемы использования различных магнитопроводов для концентрации магнитных силовых линий вдоль активного элемента (вдоль пучка света).Fifth, the proposed device has the prospect of even greater efficiency in using the magnetic field of a fragment of a power transmission line conductor, using well-known techniques for using various magnetic circuits to concentrate magnetic field lines along an active element (along a light beam).

Метрологические исследования оптического измерителя тока подтвердили достижение указанного выше технического результата, в том числе для малых величин напряжений (от 0,4 кВ).Metrological studies of the optical current meter confirmed the achievement of the above technical result, including for small voltages (from 0.4 kV).

Исследования проводились на приборе электроизмерительном эталонном многофункциональном «Энергомонитор-3.1 КМ».The studies were carried out on a multi-function electrical measuring instrument “Energy Monitor-3.1 KM”.

Заявляемое устройство можно использовать не только в сетях высоковольтных ЛЭП, но и в других энергетических установках, где требуется измерять большие переменные токи независимо от величины напряжения и частоты.The inventive device can be used not only in high-voltage power transmission lines, but also in other power plants where it is required to measure large alternating currents regardless of the magnitude of the voltage and frequency.

Заявленное изобретение соответствует критерию «новизна», так как из доступных источников информации не выявлены технические решения с такими же существенными признаками.The claimed invention meets the criterion of "novelty", as from available sources of information not identified technical solutions with the same essential features.

Заявленное изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как является неочевидным для специалиста.The claimed invention meets the criterion of "inventive step", as it is not obvious to a specialist.

Заявленное изобретение соответствует критерию «промышленная применимость», так как может быть получено из известных средств и известными методами.The claimed invention meets the criterion of "industrial applicability", as it can be obtained from known means and known methods.

Claims (6)

1. Оптический измеритель переменного тока на базе ячейки Фарадея для высоковольтных линий электропередач, содержащий источник света и установленные последовательно по ходу лучей многомодовое оптическое волокно, коллиматор, первый поляризатор, активный элемент ячейки Фарадея, выполненный из прозрачного вещества, второй поляризатор, плоскость пропускания которого составляет угол ±45° с плоскостью пропускания первого поляризатора, фотоприемное устройство в виде собирающей линзы, второе многомодовое оптическое волокно, фотоприемник, линейный усилитель сигнала фотоприемника, блок преобразования сигналов, отличающийся тем, что активный элемент ячейки Фарадея выполнен из стекла с высоким значением постоянной Вердэ в виде цилиндра и установлен внутри соленоида, образованного фрагментом проводника высоковольтной линии электропередач, при этом один торец цилиндра перпендикулярен его образующей, полирован и на его поверхность нанесено зеркальное покрытие, другой торец цилиндра содержит входную и выходную полированные поверхности, выполненные наклонными и составляющие с плоскостью торца цилиндра углы1. An optical AC meter based on a Faraday cell for high-voltage power lines, containing a light source and a multimode optical fiber, a collimator, a first polarizer, an active element of a Faraday cell made of a transparent substance, and a second polarizer whose transmission plane is angle ± 45 ° with the transmission plane of the first polarizer, a photodetector in the form of a collecting lens, a second multimode optical fiber, a photodetector, A distinctive photodetector signal amplifier, a signal conversion unit, characterized in that the active element of the Faraday cage is made of glass with a high Verdet constant in the form of a cylinder and installed inside a solenoid formed by a fragment of a conductor of a high-voltage power line, while one end of the cylinder is perpendicular to its generatrix, polished and a mirror coating is applied to its surface, the other end of the cylinder contains input and output polished surfaces made inclined and constituting plane angles for cylinder
Figure 00000022
Figure 00000022
где D - диаметр цилиндра, а
Figure 00000023
- длина цилиндра, и образующие между собой ребро, пересекающее ось цилиндра.
where D is the diameter of the cylinder, and
Figure 00000023
- the length of the cylinder, and forming between themselves an edge that intersects the axis of the cylinder.
2. Оптический измеритель тока по п. 1, отличающийся тем, что наклонные плоскости цилиндра активного элемента ячейки Фарадея выполнены с зеркальным покрытием.2. The optical current meter according to claim 1, characterized in that the inclined planes of the cylinder of the active element of the Faraday cell are made with a mirror coating. 3. Оптический измеритель тока по п. 1, отличающийся тем, что поляризаторы выполнены в виде поляроидных пленок и закреплены на входной и выходной плоскостях цилиндра.3. The optical current meter according to claim 1, characterized in that the polarizers are made in the form of polaroid films and are fixed on the input and output planes of the cylinder. 4. Оптический измеритель тока по п. 1, отличающийся тем, что оптическая ось коллиматора перпендикулярна выходной поверхности цилиндра.4. The optical current meter according to claim 1, characterized in that the optical axis of the collimator is perpendicular to the output surface of the cylinder.
RU2016103835A 2016-02-05 2016-02-05 Optical ac measuring device RU2620927C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016103835A RU2620927C1 (en) 2016-02-05 2016-02-05 Optical ac measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016103835A RU2620927C1 (en) 2016-02-05 2016-02-05 Optical ac measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2620927C1 true RU2620927C1 (en) 2017-05-30

Family

ID=59031931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016103835A RU2620927C1 (en) 2016-02-05 2016-02-05 Optical ac measuring device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2620927C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2663545C1 (en) * 2017-08-28 2018-08-07 Акционерное общество "Швабе - Технологическая лаборатория" Optical measurement of variable and constant currents in high-voltage networks
RU2682133C1 (en) * 2018-04-24 2019-03-14 Акционерное общество "Швабе - Технологическая лаборатория" Optical universal current meter
RU2752341C1 (en) * 2020-09-25 2021-07-26 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "ФОТОН" (АО "ЦКБ "ФОТОН") Optical dual-channel current meter
RU206139U1 (en) * 2020-08-26 2021-08-24 Публичное акционерное общество "Межрегиональная распределительная сетевая компания Северо-Запада" CURRENT MEASURING DEVICE
RU2762886C1 (en) * 2020-12-28 2021-12-23 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "ФОТОН" Faraday cell for measuring alternating current in high-voltage networks

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3420601A (en) * 1965-06-24 1969-01-07 American Optical Corp Materials and structures for optical faraday rotation devices
RU2437106C2 (en) * 2009-12-29 2011-12-20 Закрытое акционерное общество "Профотек" Fibre-optic current sensor
RU149253U1 (en) * 2014-06-20 2014-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Марс-Энерго" MAGNETOOPTIC AC MEASURING TRANSMITTER

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3420601A (en) * 1965-06-24 1969-01-07 American Optical Corp Materials and structures for optical faraday rotation devices
RU2437106C2 (en) * 2009-12-29 2011-12-20 Закрытое акционерное общество "Профотек" Fibre-optic current sensor
RU149253U1 (en) * 2014-06-20 2014-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Марс-Энерго" MAGNETOOPTIC AC MEASURING TRANSMITTER

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2663545C1 (en) * 2017-08-28 2018-08-07 Акционерное общество "Швабе - Технологическая лаборатория" Optical measurement of variable and constant currents in high-voltage networks
RU2682133C1 (en) * 2018-04-24 2019-03-14 Акционерное общество "Швабе - Технологическая лаборатория" Optical universal current meter
RU206139U1 (en) * 2020-08-26 2021-08-24 Публичное акционерное общество "Межрегиональная распределительная сетевая компания Северо-Запада" CURRENT MEASURING DEVICE
RU2752341C1 (en) * 2020-09-25 2021-07-26 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "ФОТОН" (АО "ЦКБ "ФОТОН") Optical dual-channel current meter
RU2762886C1 (en) * 2020-12-28 2021-12-23 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "ФОТОН" Faraday cell for measuring alternating current in high-voltage networks

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2620927C1 (en) Optical ac measuring device
US4563639A (en) Temperature and/or electrical intensity measuring apparatus based on the Faraday effect
Rogers Optical technique for measurement of current at high voltage
CN106526277B (en) A kind of Novel light path sensing unit for low pressure optical current sensor
JPH06508209A (en) Measuring induced changes in the polarization state of light
CN107643438A (en) Optical current sensor and its current measuring method based on Faraday magnetooptical effect
RU2700288C1 (en) Universal optical current meter
JPH0475470B2 (en)
RU171401U1 (en) OPTICAL AC METER IN HIGH VOLTAGE NETWORKS
JPS5897669A (en) Magnetic field-light converter
RU2627987C1 (en) Optical ac voltage meter in high-voltage networks
JPH05500709A (en) Fiber optic device for measuring the strength of current
RU2682133C1 (en) Optical universal current meter
RU2720187C1 (en) Ac and dc optical laboratory meter
RU2663545C1 (en) Optical measurement of variable and constant currents in high-voltage networks
US9146358B2 (en) Collimator holder for electro-optical sensor
RU2723238C1 (en) Faraday cell for current meters in high-voltage networks
KR100662744B1 (en) Bulk type optical current/potential sensor
JPS58140716A (en) Magnetic field-light transducer
RU2762886C1 (en) Faraday cell for measuring alternating current in high-voltage networks
Chen et al. New Faraday Rotation Element TeO2-PbO-B2O3–SiO2 for Magneto-Optical Current Sensor
RU2819134C1 (en) Optical multichannel current meter for high-voltage networks
RU2786621C1 (en) Optical two-channel current meter for high-voltage networks
RU2752341C1 (en) Optical dual-channel current meter
RU2767166C1 (en) Optical interference current meter