SE507933C2 - Method, apparatus and sensor for capacitively detecting fields and voltages and their use - Google Patents
Method, apparatus and sensor for capacitively detecting fields and voltages and their useInfo
- Publication number
- SE507933C2 SE507933C2 SE9602785A SE9602785A SE507933C2 SE 507933 C2 SE507933 C2 SE 507933C2 SE 9602785 A SE9602785 A SE 9602785A SE 9602785 A SE9602785 A SE 9602785A SE 507933 C2 SE507933 C2 SE 507933C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- electrode
- inner electrode
- voltage
- sensor
- measuring device
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/16—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using capacitive devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
Abstract
Description
sov 933 10 15 20 25 30 35 40 användas antingen jämns med markplanet genom att placera den i ett i marken grävt hàl täckt av en metallskyddsplatta med en öppning för anordningen. Anordningen kan även placeras så att den sticker fram ovanför marken. sleep 933 10 15 20 25 30 35 40 be used either flush with the ground plane by placing it in a hole dug in the ground covered by a metal protective plate with an opening for the device. The device can also be placed so that it protrudes above the ground.
Den ovan nämnda artikeln visar dessutom en anordning för mätning ovanför marknivà av det elektriska fältet under högspänningsledare. Anordningen innefattar tvà metall- cylindrar, vardera pà längden uppdelade i tvà isolerade halvor, vilka metallcylindrar har lika stora eller olika stora radier, men olika längder och de roterar med olika hastigheter. Ur mekanisk synvinkel är det önskvärt att metallcylindrarna roterar i motsatta riktningar. Kalibre- ringen av denna anordning sker i tvà steg.The above-mentioned article also shows a device for measuring above ground level of the electric field under high voltage conductors. The device comprises two metal cylinders, each lengthwise divided into two insulated halves, which metal cylinders have equal or different radii, but different lengths and they rotate at different speeds. From a mechanical point of view, it is desirable that the metal cylinders rotate in opposite directions. The calibration of this device takes place in two steps.
De ovan visade anordningarna är bàda känsliga för icke önskvärda fält, samt har báda förhållandevis komplicerad konstruktion.The devices shown above are both sensitive to undesirable fields, and both have a relatively complicated construction.
Genom US-4,328,46l visas en apparat för att berörings- fritt mäta elektriska fält. Apparaten visas i tre olika utföringsformer, varvid apparaten innefattar en mätelektrod och elektronik i form av en sensor- och signalgenerator. I en första utföringsform utgöres mätelektroden av tvà halv- sfäriska ledare eller elektroder av elektriskt ledande material och sensor- och signalgeneratorn är anordnad inuti och skärmas av mätelektroden. I en andra utföringsform ut- göres mätelektroden av tvà cirkulära plattor av ledande metall som utgör ett par ledare eller elektroder och sen- sor- och signalgeneratorn är anordnad mellan och àtminstone delvis skärmad av nämnda plattor. I en tredje utförings- form utgöres mätelektroden av tvä del-cylindriska ledare och sensor- och signalgeneratorn är anordnad mellan och àtminstone delvis skärmad av nämnda ledare. Även om utfö- ringsformen med mätelektroden i form av plattor uppvisar en viss riktningskänslighet är en betydande nackdel med dessa lösningar deras brist pà riktningsverkan, vilket medför att apparaterna är känsliga för icke önskvärda fält.US-4,328,46l discloses an apparatus for measuring electric fields without contact. The apparatus is shown in three different embodiments, the apparatus comprising a measuring electrode and electronics in the form of a sensor and signal generator. In a first embodiment, the measuring electrode consists of two hemispherical conductors or electrodes of electrically conductive material and the sensor and signal generator is arranged inside and shielded by the measuring electrode. In a second embodiment, the measuring electrode consists of two circular plates of conductive metal which form a pair of conductors or electrodes and the sensor and signal generator is arranged between and at least partially shielded by said plates. In a third embodiment, the measuring electrode consists of two sub-cylindrical conductors and the sensor and signal generator is arranged between and at least partially shielded by said conductor. Although the embodiment with the measuring electrode in the form of plates shows a certain directional sensitivity, a significant disadvantage of these solutions is their lack of directional effect, which means that the devices are sensitive to undesirable fields.
Sammanfattning av uppfinningen Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en sensor för beröringsfri mätning av en riktad del av ett elektriskt fält enligt i ingressen till patentkrav l angi- 10 15 20 25 30 35 40 Å 507 953 vet slag samt en spänningsmätanordning av i ingressen till patentkravet 7 angivet slag. Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är ett förfarande för beröringsfri mätning av spänning enligt i ingressen till patentkrav 17 angivet slag. Dessutom omfattas ändamålet av föreliggande uppfinning av en användning av en mätanordning enligt patentkraven 14 - 16, samt användning av förfarande enligt partentkraven 25-27.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a sensor for non-contact measurement of a directional part of an electric field according to the preamble of claim 1, and a voltage measuring device of the preamble of claim 7 specified stroke. A further object of the present invention is a method for non-contact measurement of voltage according to the type stated in the preamble of claim 17. In addition, the object of the present invention is encompassed by a use of a measuring device according to claims 14 - 16, and the use of a method according to claims 25-27.
Grunden för föreliggande uppfinning är en anordning för att på avstånd från ledare beröringsfritt mäta växelspän- ningen, samt detektera transienter och jonisk urladdning.The basis of the present invention is a device for measuring the alternating voltage at a distance from conductors, as well as detecting transients and ionic discharge.
Anordningen innefattar åtminstone ett kapacitivt givarorgan samt ett omslutande det kapacitiva givarorganet anordnat elektrodorgan för avskärmande av elektriska fält. Elektrod- organet är dessutom försett med en öppning avsedd att riktas mot ledaren, varvid det kapacitiva givarorganet avkänner en riktad del av det elektriska fältet. Med denna anordning erhåller man en enkel, billig och tillförlitlig utrustning för att på avstånd från ledare beröringsfritt mäta växelspänning. En ytterligare fördel är att anord- ningen är bredbandig, vilket innebär att man kan mäta inom ett stort frekvensområde.The device comprises at least one capacitive sensor means and an electrode means arranged around the capacitive sensor means for shielding electric fields. The electrode means is also provided with an opening intended to be directed towards the conductor, the capacitive sensor means sensing a directed part of the electric field. With this device, a simple, inexpensive and reliable equipment is obtained for measuring alternating voltage at a distance from conductors. An additional advantage is that the device is broadband, which means that you can measure within a large frequency range.
Föreliggande uppfinning avser dessutom en spänningsmät- anordning för att på avstånd från ledare beröringsfritt mäta växelspänning, övertoner, samt detektera transienter och jonisk urladdning. Spänningsmätanordningen innefattar en luftfylld, långsträckt, ihålig isolator samt en högspän- ningselektrod anordnad vid ena kortänden av isolatorn.The present invention further relates to a voltage measuring device for measuring alternating voltage, harmonics, and detecting transients and ionic discharge at a distance from conductors. The voltage measuring device comprises an air-filled, elongate, hollow insulator and a high-voltage electrode arranged at one short end of the insulator.
Spänningsmätanordningen innefattar dessutom en anordning av det ovan nämnda slaget, vilken är anordnad vid den andra kortänden av isolatorn, varvid anordningen avkänner en riktad del av det elektriska fältet på primärsidan. En spänningsmätanordning av denna typ är enkel, billig, tillförlitlig och ekonomiskt mycket konkurrenskraftig.The voltage measuring device further comprises a device of the above-mentioned type, which is arranged at the other short end of the insulator, the device sensing a directed part of the electric field on the primary side. A voltage measuring device of this type is simple, inexpensive, reliable and economically very competitive.
Föreliggande uppfinning avser dessutom användning av anordningar av ovan angivet slag för att i ett kapslat ställverk mäta 3-fas växelspänning, varvid 3 anordningar är anordnade i ett hölje och riktade mot varsin fas.The present invention further relates to the use of devices of the above-mentioned type for measuring 3-phase alternating voltage in an encapsulated switchgear, wherein 3 devices are arranged in a housing and directed towards each phase.
Föreliggande uppfinning avser vidare användning av en anordning av ovan angivet slag för att i en kapsling inne- 507 šss lO 15 20 25 30 35 40 fattande en fas mäta växelspänning, varvid anordningen är ansluten till jordpotential och är riktad mot fasen.The present invention further relates to the use of a device of the type indicated above for measuring alternating voltage in a housing comprising a phase, wherein the device is connected to earth potential and is directed towards the phase.
Föreliggande uppfinning avser dessutom användning av anordningar av ovan angivet slag för att på en kraft- ledningsstolpe mäta l-fas, 2-fas eller 3-fas växelspänning, varvid l anordning, 2 anordningar eller 3 anordningar är anordnade pá en kraftledningsstolpe och anslutna till jord- potential samt riktade mot varsin fas.The present invention further relates to the use of devices of the above type for measuring 1-phase, 2-phase or 3-phase alternating voltage on a power line pole, wherein 1 device, 2 devices or 3 devices are arranged on a power line pole and connected to earth. potential and aimed at each phase.
Föreliggande uppfinning avser dessutom användning av anordningar av ovan angivet slag för att i ett kapslat eller okapslat ställverk mäta växelspänning, varvid åtminstone tvà anordningar är anordnade riktade mot varje fas för ökande av mätnoggrannheten.The present invention further relates to the use of devices of the type indicated above for measuring alternating voltage in an encapsulated or unencapsulated switchgear, wherein at least two devices are arranged directed towards each phase for increasing the measuring accuracy.
Föreliggande uppfinning avser vidare ett organ för att pà avstånd fràn ledare beröringsfritt mäta likspänning.The present invention further relates to a means for measuring DC voltage at a distance from conductors.
Organet innefattar en anordning av ovan angivet slag. Vid öppningen hos anordningen finns en metallplatta anordnad.The means comprises a device of the kind indicated above. At the opening of the device a metal plate is arranged.
Denna metallplatta är roterbar runt en punkt belägen vid sidan av anordningen. Detta medför att metallplattan roterar framför öppningen, sä att metallplattan växelvis täcker res-pektive inte täcker öppningen. Med detta organ erhåller man en enkel, billig och tillförlitlig utrustning för att pà av-stånd fràn ledare beröringsfritt mäta likspänning.This metal plate is rotatable around a point located next to the device. This causes the metal plate to rotate in front of the opening, so that the metal plate alternately covers and does not cover the opening. With this device you get a simple, cheap and reliable equipment for measuring DC voltage at a distance from conductors.
Ytterligare en fördel med anordningen enligt förelig- gande uppfinning är att dess användningsomràden är varierande.A further advantage of the device according to the present invention is that its areas of use are varied.
Uppfinningen kommer nu att förklaras närmare genom efterföljande beskrivning av föredragna utföringsformer av densamma under hänvisning till medföljande ritningar.The invention will now be further elucidated by the following description of preferred embodiments thereof with reference to the accompanying drawings.
Kort beskrivning av ritningarna Fig. l visar en vy delvis i snitt, pä en första utfö- ringsform av en anordning för riktad spänningsmätning enligt föreliggande uppfinning; Fig. 2 visar en vy delvis i snitt, pà en andra utfö- ringsform av anordningen för riktad spänningsmätning enligt föreliggande uppfinning; Fig. 3 visar en fältfördelning som erhållits vid an- vändning av en anordning enligt fig. 2; 10 15 20 25 30 35 40 G 507 933 Fig. 4 visar en vy delvis i snitt, pà en tredje utföringsform av anordningen för riktad spänningsmätning enligt föreliggande uppfinning; Fig. 5 visar en tvärsnittsvy pà en första utföringsform av en spänningsmätanordning enligt föreliggande uppfinning; Fig. 6 visar en tvärsnittsvy pà en andra utföringsform av spänningsmätanordningen enligt föreliggande uppfinning; Fig. 7 visar en principskiss pà en första användning av anordningar enligt figur 1 enligt föreliggande uppfinning för att i ett kapslat ställverk mäta 3-fas växelspänning; Fig. 8 visar en principskiss pá en andra användning av en anordning enligt figur 1 enligt föreliggande uppfinning för att i en kapsling innefattande en fas mäta växelspänning; Fig. 9 visar en principskiss pà en tredje användning av anordningar enligt figur 1 enligt föreliggande uppfinning för att på en kraftledningsstolpe mäta 3-fas växelspänning; Fig. 10 visar en principskiss pà en fjärde användning av anordningar enligt figur 1 eller 2, enligt föreliggande uppfinning för att i ett kapslat ställverk medelst flera anordningar mäta växelspänning; och Fig. 11 visar en vy, delvis i snitt, pà ett organ för att pà avstånd fràn ledare beröringsfritt mäta likspänning enligt föreliggande uppfinning.Brief Description of the Drawings Fig. 1 shows a view, partly in section, of a first embodiment of a device for directional voltage measurement according to the present invention; Fig. 2 shows a view, partly in section, of a second embodiment of the device for directional voltage measurement according to the present invention; Fig. 3 shows a field distribution obtained using a device according to Fig. 2; Fig. 4 shows a view, partly in section, of a third embodiment of the device for directional voltage measurement according to the present invention; Fig. 5 shows a cross-sectional view of a first embodiment of a voltage measuring device according to the present invention; Fig. 6 shows a cross-sectional view of a second embodiment of the voltage measuring device according to the present invention; Fig. 7 shows a schematic diagram of a first use of devices according to Fig. 1 according to the present invention for measuring 3-phase alternating voltage in an encapsulated switchgear; Fig. 8 shows a schematic diagram of a second use of a device according to Fig. 1 according to the present invention for measuring alternating voltage in a housing comprising a phase; Fig. 9 shows a schematic diagram of a third use of devices according to Fig. 1 according to the present invention for measuring 3-phase alternating voltage on a power line pole; Fig. 10 shows a principle sketch of a fourth use of devices according to Figure 1 or 2, according to the present invention, for measuring alternating voltage in an encapsulated switchgear by means of several devices; and Fig. 11 shows a view, partly in section, of a means for measuring DC voltage at a distance from conductors without contact according to the present invention.
Detaljerad beskrivning av utföringsformer av föreliggande uppfinning I figur 1 visas en vy, delvis i snitt, pà en anordning 10 för riktad spänningsmätning enligt föreliggande upp- finning. Anordningen 10 är avsedd för att pà avstånd frán ledare 22 beröringsfritt mäta växelspänningen. Anordningen 10 innefattar ett kapacitivt givarorgan 12 samt ett runt det kapacitiva givarorganet 12 anordnat elektrodorgan 14, vilket är försett med en öppning 16 avsedd att riktas mot ledaren 22. Det kapacitiva givarorganet 12 är medelst en ledningsanordning 18, t.ex. i form av en koaxialkabel, ansluten till en mät- och detektoranordning 20 för behand- ling av signaler erhàllna frán det kapacitiva givarorganet 12. Det kapacitiva givarorganet 12 utgöres av en platta 12 vilken huvudsakligen är anordnad vinkelrätt i förhállande 507 šzz 10 15 20 25 30 35 till elektrodorganet 14. Det kapacitiva givarorganet 12 är justerbart så att avståndet mellan det kapacitiva givar- organet 12 och öppningen 16 hos elektrodorganet 14 kan ändras, såsom anges med pilen A i figur 1. Det kapacitiva givarorganet 12 kan även vara fast monterat så att nämnda justering ej är möjlig. Det kapaci-tiva givarorganet 12 och elektrodorganet 14 utgör en konden-satorkonstellation 12, 14. Elektrodorganet 14 är tillverkat av ett ledande material och är dessutom anslutet till jordpotential såsom framgår av figur 1. Elektrodorganet 14 har exempelvis formen av en "hink“, "botten" "tratt" med ett cirkulärt tvärsnitt. Det skall dessutom påpekas att dvs. har en och en varken elektroorganet 14 eller plattan 1 nödvändigtvis måste ha cirkulära tvärsnitt. Man kan exempelvis ha kvadratiskt tvärsnitt. I figur 1 visas elektrodorganet 14 med ett första parti 24, med konstant diameter, anordnat närmast "botten", nat vid det första partiet 24 och uppvisar en kontinuerligt och ett andra parti 26, vilket är anord- minskande diameter från det första partiet 24 till nämnda öppning 16. Anordningen 10 kan dessutom innefatta ett vid elektrodorganet 14 anordnat förstärkarorgan (ej visat) för att förstärka signaler från plattkondensatorn 12, 14. För- delen med ett förstärkarorgan anordnat vid elektrodorganet 14 är att man blir oberoende av längden på ledningsanord- ningen 18. Förstärkarorganet utgöres exempelvis av en videoförstärkare. Vid elektrodorganet 14 är ett flertal olika filterorgan (ej visade) för filtrerande av signalerna 14. Anledningen till att det är praktiskt att ha flera olika filterorgan är att från kondensatorkonstellationen 12, man kan använda, dvs. koppla in, olika filterorgan för olika tillämpningar. Filterorganen är ofta, men ej nöd- vändigtvis, filter av bandpasstyp.Detailed Description of Embodiments of the Present Invention Figure 1 shows a view, partly in section, of a device 10 for directional voltage measurement according to the present invention. The device 10 is intended to measure the alternating voltage at a distance from conductor 22 without contact. The device 10 comprises a capacitive sensor means 12 and an electrode means 14 arranged around the capacitive sensor means 12, which is provided with an opening 16 intended to be directed towards the conductor 22. The capacitive sensor means 12 is by means of a lead device 18, e.g. in the form of a coaxial cable, connected to a measuring and detecting device 20 for processing signals obtained from the capacitive sensor means 12. The capacitive sensor means 12 is constituted by a plate 12 which is arranged substantially perpendicularly in relation 507 šzz 10 15 20 25 30 The capacitive sensor means 12 is adjustable so that the distance between the capacitive sensor means 12 and the opening 16 of the electrode means 14 can be changed, as indicated by the arrow A in Figure 1. The capacitive sensor means 12 can also be fixedly mounted so that said adjustment is not possible. The capacitive sensor means 12 and the electrode means 14 form a capacitor constellation 12, 14. The electrode means 14 is made of a conductive material and is also connected to ground potential as shown in Figure 1. The electrode means 14 has, for example, the shape of a "bucket". It should also be pointed out that i.e. one and one neither the electrode 14 nor the plate 1 must necessarily have circular cross-sections. For example, one may have a square cross-section. Figure 1 shows the electrode 14 with a first portion 24, of constant diameter, arranged closest to the "bottom", adjacent to the first portion 24 and having a continuous and a second portion 26, which is device reducing diameter from the first portion 24 to said opening 16. The device 10 may further comprise a amplifier means (not shown) arranged at the electrode means 14 for amplifying signals from the plate capacitor 12, 14. The advantage of an amplifier means arranged at the electrode the odor means 14 is that one becomes independent of the length of the line device 18. The amplifier means is constituted, for example, by a video amplifier. At the electrode means 14 there are a plurality of different filter means (not shown) for filtering the signals 14. The reason why it is practical to have several different filter means is that from the capacitor constellation 12, one can use, i.e. connect, different filter means for different applications. The filter means are often, but not necessarily, bandpass type filters.
Anordningen 10 kan dessutom innefatta en vid elektrod- organet 14 anordnad faslàsningskrets (ej visad). Denna faslåsningskrets (PLL-krets) gör det möjligt att i t.ex. ett trefassystem làsa anordningen 10 på den fas man avser att mäta på så sätt att inverkan från de övriga faserna ej syns i utsignalen från anordningen 10, viket medför en ökad mätnoggrannhet. 10 15 20 25 30 35 40 iso? 933 Vid användning av anordningen 10 för att pà avstånd från en högspänningsledare 22 beröringsfritt mäta växel- spänningen riktas anordningen 10 mot ledaren 22 så att öppningen 16 och således kondensatorkonstellationen 12, 14 vetter mot ledaren 22. Innan själva mätningen påbörjas kalibreras anordningen 10 på plats. Kalibreringen sker genom att en känd spänning läggs på, varefter mätning med anordningen 10 sker. Anordningen 10 kalibreras således att ge den kända spänningen som mätvärde. När detta är utfört kan själva mätningen utföras. Det skärmade kapacitiva givarorganet 12 känner av och mäter en viss riktad del av det elektriska fältet E från ledaren 22. 14 förstärkes sedan av det Signalen från kondensatorkonstellationen 12, vid elektrodorganet 14 anordnade förstärkarorganet och överföres via ledningsanordningen 18 till mät- och detek- toranordningen 20 där signalen behandlas, för senare avläsning av växelspänningen. En fördel med anordningen 10 enligt föreliggande uppfinning är att anordningen 10 inte behöver sättas i galvaniskt kontakt med den ledare på vilken mätningen skall utföras, utan mätningen kan ske på avstånd från ledaren 22. Man behöver således inte komma i kontakt med ledaren 22. ningen 10 är att den är mycket riktningskänslig. Anord- Ytterligare en fördel med anord- ningen 10 är dessutom mycket billig att tillverka och är tillförlitlig. Anordningen 10 enligt föreliggande uppfin- ning kan dessutom användas för att detektera transienter och jonisk urladdning. En ytterligare fördel är att anordningen 10 är bredbandig, vilket innebär att man kan mäta inom ett stort frekvensområde. Ytterligare tillämp- ningar med anordningen 10 är att mätningen kan ligga till grund för debitering, samt för reläskydd.The device 10 may further comprise a phase release circuit (not shown) arranged at the electrode means 14. This phase locking circuit (PLL circuit) makes it possible that in e.g. a three-phase system locks the device 10 on the phase it is intended to measure in such a way that the influence of the other phases is not visible in the output signal from the device 10, which results in an increased measurement accuracy. 10 15 20 25 30 35 40 iso? 933 When using the device 10 to measure the AC voltage at a distance from a high voltage conductor 22, the device 10 is directed towards the conductor 22 so that the opening 16 and thus the capacitor constellation 12, 14 face the conductor 22. Before starting the measurement itself, the device 10 is calibrated in place. The calibration takes place by applying a known voltage, after which measurement with the device 10 takes place. The device 10 is thus calibrated to give the known voltage as a measured value. When this is done, the measurement itself can be performed. The shielded capacitive sensor means 12 senses and measures a certain directional part of the electric field E from the conductor 22. 14 is then amplified by the signal from the capacitor constellation 12, arranged at the electrode means 14 by the amplifier means and transmitted via the lead device 18 to the measuring and detecting device 20 where the signal is processed, for later reading of the AC voltage. An advantage of the device 10 according to the present invention is that the device 10 does not have to be put in galvanic contact with the conductor on which the measurement is to be performed, but the measurement can take place at a distance from the conductor 22. Thus, it is not necessary to come into contact with the conductor 22. is that it is very sensitive to direction. Device- Another advantage of the device 10 is also very cheap to manufacture and is reliable. The device 10 of the present invention can further be used to detect transients and ionic discharge. A further advantage is that the device 10 is broadband, which means that one can measure within a large frequency range. Further applications with the device 10 are that the measurement can be the basis for charging, as well as for relay protection.
I fig. 2 visas en vy delvis i snitt, på en andra utföringsform av en anordning 10' för riktad spänningsmät- ning enligt föreliggande uppfinning. Anordningen 10' är på motsvarande sätt avsedd för att pà avstånd från ledare 22 beröringsfritt mäta växelspänning. Anordningen 10' innefat- tar ett kapacitivt givarorgan 12' samt ett runt det kapaci- tiva givarorganet 12' anordnat elektrodorgan 14', vilket är försett med en öppning 16' avsedd att riktas mot ledaren 22. Den huvudsakliga skillnaden med denna anordning 10' i 507 933 10 15 20 25 30 35 40 jäm-förelse med anordningen 10 enligt figur 1 är att anordningen 10' har ett sfäriskt format elektrodorgan 14' och att det kapacitiva givarorganet 12' utgöres av en sfäriskt krökt platta 12'. Den sfäriskt krökta plattan 12' har sin konkava yta vettande mot öppningen l6'. Fördelen med denna geometri är att fältfördelningen inne i anord- ningen 10' blir jämnare och det kapacitiva givarorganets 12' utformning i form av en sfäriskt krökt platta 12' gör att alla fältlinjer faller vinkelrätt in mot plattan 12'.Fig. 2 shows a view, partly in section, of a second embodiment of a device 10 'for directional voltage measurement according to the present invention. The device 10 'is correspondingly intended for measuring alternating voltage at a distance from conductor 22. The device 10 'comprises a capacitive sensor means 12' and an electrode means 14 'arranged around the capacitive sensor means 12', which is provided with an opening 16 'intended to be directed towards the conductor 22. The main difference with this device 10' in 507 933 10 15 20 25 30 35 40 comparison with the device 10 according to figure 1 is that the device 10 'has a spherically shaped electrode member 14' and that the capacitive sensor member 12 'is constituted by a spherically curved plate 12'. The spherically curved plate 12 'has its concave surface facing the opening 16'. The advantage of this geometry is that the field distribution inside the device 10 'becomes smoother and the design of the capacitive sensor member 12' in the form of a spherically curved plate 12 'means that all field lines fall perpendicular to the plate 12'.
(Jämför fig. 3). Detta ger ytterligare fördelar med en starkare utsignal från anord-ningen 10' samtidigt som anordningens 10' skärmande egen-skaper bibehålls.(Compare Fig. 3). This provides further advantages with a stronger output signal from the device 10 'while maintaining the shielding properties of the device 10'.
I fig. 3 visas en elektrisk fältfördelning som erhål- lits vid användning av en i figur 2 visad anordning 10'. I figur 3 framgår hur fältlinjerna (anges med pilar) faller in vinkelrätt mot det kapacitiva givarorganet 12' (endast en del av givarorganet 12' visas). I övrigt fungerar anordningen 10' enligt figur 2 och 3 på samma sätt som anordningen 10 enligt figur 1.Fig. 3 shows an electric field distribution obtained using a device 10 'shown in Fig. 2. Figure 3 shows how the field lines (indicated by arrows) fall perpendicular to the capacitive sensor means 12 '(only a part of the sensor means 12' is shown). Otherwise, the device 10 'according to Figures 2 and 3 functions in the same way as the device 10 according to Figure 1.
I figur 4 visas en vy, delvis i snitt på en tredje utföringsform av anordningen 10 för riktad spänningsmätning enligt föreliggande uppfinning. I det visade fallet har man utgått från en anordning 10 enligt figur 1, men principen kan även användas på en anordning 10' enligt figur 2. I den i figur 4 visade anordningen 10 är det kapacitiva givaror- ganet 12 uppdelad i två sektioner 121, 122. Dessa sektioner 12h båda sektionerna 12h 122 har likadan form, såsom framgår av figur 4. De 122 är bryggkopplade och sektionerna är avsedda att placeras symmetriskt under högspännings- källan, kapacitanser, Cl och C2, som upplevs mellan sektionerna t.ex. en ledare 22. Detta innebär att de 121, 122 och ledaren 22 är lika stora och därigenom är bryggkopplingen utbalanserad, dvs spänningen mellan de båda sektionerna 121, 122 är noll. anledning skulle förflyttas i sidled så att sektionerna Om ledaren 22 utav någon 121, 122 ej befinner sig symmetriskt under ledaren 22, så kommer kapacitanserna Cl och C2 att ändras olika mycket, vilket kommer att medföra en spänning skild från noll mellan sektionerna 121, 122. Även en förändring i det yttre elektriska fältet från omkringliggande apparatur) (t.ex. 10 15 20 25 30 35 40 S 507 933 kommer att ge upphov till en ändring i spänningen mellan sektionerna 121, 122. En fördel med denna anordning 10 är att man kan detektera förändringar i det yttre fältet eller sidledsförflyttningar samt kompensera mätsignalen för sàdana störningar. En annan fördel med denna anordning 10 är att man erhåller tvà mätvärden (ett mätvärde fràn varje 12fl förbättrar mätnoggrannheten. sektion 12h frán samma anordning 10, vilket därigenom I övrigt är anordning 10 kon- struerad pà samma sätt som anordningen 10 enligt figur 1, dvs. den innefattar ett elektrodorgan 14, med en öppning 16, en ledningsanordning 18 ansluten till en mät- och detektoranordning 20 (ej visad i figur 4). Självklart kan det kapacitiva givarorganet 12 vara uppdelat i fler sektioner än tvà. Givarorganet 12 kan t.ex. vara uppdelat i n sektioner 121...12n, där n 2 2, motsvarar ett vinkelsegment pà 360 °/n. Även en anordning där alla sektioner är lika stora och 10' enligt figur 2 kan ha det kapacitiva givarorganet 12' upp-delat i n sektioner l2'1,...,12'n där n 2 2 pà mot- svarande sätt. Denna typ av anordning 10, 10' är speciellt värdefull i tillämpningar där man kan utesluta geometriska variationer i höjdled.Figure 4 shows a view, partly in section, of a third embodiment of the device 10 for directional voltage measurement according to the present invention. In the case shown, the starting point is a device 10 according to Figure 1, but the principle can also be applied to a device 10 'according to Figure 2. In the device 10 shown in Figure 4, the capacitive sensor member 12 is divided into two sections 121, 122. These sections 12h both sections 12h 122 have the same shape, as shown in Figure 4. The 122 are bridge-connected and the sections are intended to be placed symmetrically under the high voltage source, capacitances, C1 and C2, which are experienced between the sections e.g. a conductor 22. This means that the 121, 122 and the conductor 22 are equal in size and thereby the bridge coupling is balanced, ie the voltage between the two sections 121, 122 is zero. reason would be moved laterally so that the sections If the conductor 22 of any 121, 122 is not symmetrically below the conductor 22, the capacitances C1 and C2 will change differently, which will result in a voltage different from zero between the sections 121, 122. Also a change in the external electric field from surrounding apparatus) (eg 10 15 20 25 30 35 40 S 507 933 will give rise to a change in the voltage between sections 121, 122. An advantage of this device 10 is that one can detect changes in the outer field or lateral displacements and compensate for the measurement signal for such disturbances.Another advantage of this device 10 is that one obtains two measurement values (one measurement value from each 12fl improves the measurement accuracy. section 12h from the same device 10, thereby device 10 is constructed in the same way as the device 10 according to figure 1, i.e. it comprises an electrode member 14, with an opening 16, a lead device 18 connected to a measuring and detecting device 20 (not shown in figure 4). Of course, the capacitive sensor means 12 may be divided into more than two sections. The sensor means 12 can e.g. be divided into n sections 121 ... 12n, where n 2 2, corresponds to an angular segment of 360 ° / n. Also a device where all sections are equal in size and 10 'according to figure 2 can have the capacitive sensor means 12' divided into n sections l2'1, ..., 12'n where n 2 2 in a corresponding manner. This type of device 10, 10 'is especially valuable in applications where geometric variations in height can be ruled out.
I figur 5 visas en tvärsnittsvy pá en första utförings- form av en spänningsmätanordning 30 enligt föreliggande uppfinning. Spänningsmätanordningen 30 innefattar en luft- fylld, làngsträckt, ningen 30 innefattar dessutom en högspänningselektrod 34 ihàlig isolator 32. Spänningsmätanord- anordnad vid den ena kortänden av isolatorn 32. Högspän- ningselektroden 34 bestàr i det i figur 5 visade exemplet av en klotformad del belägen i isolatorn 32 och en med den klotformade delen förbunden stavformad del, vilken är anordnad både i isolatorn 32 och utanför isolatorn 32.Figure 5 shows a cross-sectional view of a first embodiment of a voltage measuring device 30 according to the present invention. The voltage measuring device 30 comprises an air-filled, elongate, the voltage 30 further comprises a high voltage electrode 34 hollow insulator 32. Voltage measuring device arranged at one short end of the insulator 32. The high voltage electrode 34 consists in the example shown in Figure 5 of a ball-shaped part the insulator 32 and a rod-shaped part connected to the spherical part, which is arranged both in the insulator 32 and outside the insulator 32.
Högspänningselektroden 34 kan självklart ha andra lämpliga utformningar än den i figur 5 visade. Vid den andra kort- änden av isolatorn 32 finns en anordning 10 för riktad spänningsmätning av det i figur 1 visade slaget anordnad.The high voltage electrode 34 may, of course, have other suitable configurations than that shown in Figure 5. At the other short end of the insulator 32, a device 10 for directed voltage measurement of the type shown in Figure 1 is arranged.
Anordningen 10 för riktad spänningsmätning är anordnad inuti isolatorn 32 och består av likadana delar som och fungerar pà samma sätt sàsom den i figur 1 visade anord- ningen 10 eller den i figur 2 visade anordningen 10'. 507 šzs lO l5 20 25 30 35 10 Anordningen 10 i figur 5 har därför ej försetts med hän- visningsbeteckningar avseende dess olika beståndsdelar utan den visas endast schematiskt. Elektrodorganet hos anord- ningen 10 är anslutet till jord via spänningsmätanord- ningens 30 ena kortände, sásom framgår av figur 5. För beskrivning av dess funktion hänvisas till figur 1 eller 2.The device 10 for directional voltage measurement is arranged inside the insulator 32 and consists of similar parts which function in the same way as the device 10 shown in figure 1 or the device 10 'shown in figure 2. 507 šzs 10 15 20 25 30 35 10 The device 10 in Figure 5 has therefore not been provided with reference numerals regarding its various components, but is only shown schematically. The electrode member of the device 10 is connected to ground via one short end of the voltage measuring device 30, as shown in Figure 5. For a description of its function, reference is made to Figure 1 or 2.
Det kapacitiva givarorganet (jämför figur 1) i anordningen 10 känner av och mäter en viss riktad del av det elektriska fältet, man förutom att mäta spänningen också enkelt mäta övertoner (PD- E. Med denna typ av spänningsmätanordning 30 kan samt detektera blixtnedslag och jonisk urladdning partial discharge). Den visade spänningsmätanordningen 30 kan vara en ersättning till dagens spänningstrans- formatorer.The capacitive sensor means (compare Figure 1) in the device 10 senses and measures a certain directional part of the electric field, in addition to measuring the voltage one can also easily measure harmonics (PD-E. With this type of voltage measuring device 30 can also detect lightning strikes and ionic partial discharge). The voltage measuring device 30 shown can be a replacement for today's voltage transformers.
I figur 6 visas en tvärsnittsvy pá en andra utförings- form av spänningsmätanordningen 30' enligt föreliggande uppfin-ning. Delar hos spänningsmätanordning 30' i figur 6 som motsvarar delar hos spänningsmätanordning 30 i figur 5 har försetts med likadana hänvisningsbeteckningar. Denna spänningsmätanordning 30' innefattar också en isolator 32, en högspänningselektrod 34 och en anordning 10 för riktad spänningsmätning sàsom spänningsmätanordning 30 enligt figur 5. Såsom framgår av figur 6 är spänningselektrodens 34 första del inte klotformad utan formad sàsom en ellip- soid. Spänningsmätanordningen 30' innefattar dessutom tvà skärmringar 36 anordnade vid de bàda kortändarna och anord- nade runt isolatorn 32. Syftet med de yttre skärmringarna 36 är att ta upp eventuella störningar från omkringliggande apparatur. Eventuella störsignaler kommer att kapacitivt kopplas till skärmringarna 36 i stället för till högspän- ningselektroden 34. I figur 6 har elektrodorganet hos anordningen 10 erhållit den i figur l visade utformningen, anordnat dvs. med ett första parti, med konstant diameter, närmast "botten“, och ett andra parti, vilket är anordnat vid det första partiet och kan uppvisa en kontinuerligt minskande diameter fràn det första partiet till öppningen hos anordningen 10. I övrigt fungerar spänningsmätanord- ningen 30' pá samma sätt sàsom spänningsmätanordningen 30 dvs. den kan förutom att mäta spänningen enligt figur 5, 10 15 20 25 30 35 40 s 507 933 ll och övertoner ocksà detektera blixtnedslag och jonisk urladdning.Figure 6 shows a cross-sectional view of a second embodiment of the voltage measuring device 30 'according to the present invention. Parts of the voltage measuring device 30 'in Figure 6 which correspond to parts of the voltage measuring device 30 in Figure 5 have been provided with the same reference numerals. This voltage measuring device 30 'also includes an insulator 32, a high voltage electrode 34 and a device 10 for directional voltage measurement such as a voltage measuring device 30 according to Figure 5. As shown in Figure 6, the first part of the voltage electrode 34 is not spherical but shaped like an ellipsoid. The voltage measuring device 30 'further comprises two shield rings 36 arranged at the two short ends and arranged around the insulator 32. The purpose of the outer shield rings 36 is to absorb any disturbances from surrounding equipment. Any interference signals will be capacitively coupled to the shield rings 36 instead of to the high voltage electrode 34. In Fig. 6, the electrode means of the device 10 has obtained the design shown in Fig. 1, arranged i.e. with a first portion, of constant diameter, closest to the "bottom", and a second portion, which is arranged at the first portion and can have a continuously decreasing diameter from the first portion to the opening of the device 10. Otherwise, the voltage measuring device 30 operates in the same way as the voltage measuring device 30, i.e. it can, in addition to measuring the voltage according to Figure 5, also detect lightning strikes and ionic discharge.
I figur 7 visas en principskiss pà en första användning av anordningar 10 enligt figur l enligt föreliggande upp- finning för att i ett kapslat ställverk mäta 3-fas växel- Sàsom framgàr av figur 7 har tre stycken anord- 102, 103; 10'1, l0'2, mätning enligt figur 1 eller 2 placerats i samma hölje 40 i ett ställverk, spänning. ningar 101, 10'3 för riktad spännings- företrädesvis ett mellanspänningsställverk_ De olika anordningarna 101, 102, 103, 10'1, 10'2, l0'3 är riktade mot varsin fas 42'(R), 42"(S), 42"'(T). Anordningen 101, l0'1 är riktad mot och mäter spänningen hos fasen 42'(R), anordningen 102, 10'2 är riktad mot och mäter spänningen hos fasen 42"(S) och anordningen 103, 10'3 är riktad mot och mäter spänningen hos fasen 42“'(T). I figur 7 har anordningarna 101, 102, 103; 10'1, 10'2, 10'3 för riktad spänningsmätning endast angivits schematiskt, men utform-ningen och funktionen är densamma sásom hos den i figur 1 visade anordningen 10 eller säsom hos den i figur 2 visade anordningen 10'. Med denna typ av användning av anordningar 10; 10' för riktad spänningsmätning sparar man bl.a. montagetid och utrymme i skapen.Figure 7 shows a schematic diagram of a first use of devices 10 according to Figure 1 according to the present invention for measuring in a encapsulated switchgear 3-phase gear- As shown in Figure 7, three devices 102, 103; 10'1, 10'2, measurement according to figure 1 or 2 placed in the same housing 40 in a switchgear, voltage. The different devices 101, 102, 103, 10'1, 10'2, 10'3 are directed towards respective phases 42 '(R), 42 "(S), 42 "'(T). The device 101, 10'1 is directed towards and measures the voltage of the phase 42 '(R), the device 102, 10'2 is directed towards and measures the voltage of the phase 42 "(S) and the device 103, 10'3 is directed towards and measures the voltage of phase 42 "'(T). In Figure 7, the devices 101, 102, 103; 10'1, 10'2, 10'3 for directional voltage measurement have only been indicated schematically, but the design and function are the same as in the device 10 shown in Figure 1 or as in the device 10 'shown in Figure 2. This type of use of devices 10; 10' for directional voltage measurement saves, among other things, assembly time and space in the cabinets.
I figur 8 visas en principskiss pá en andra användning av en anordning 10; 10' enligt figur 1 eller 2 enligt föreliggande uppfinning för att i en kapsling innefattande en fas mäta växelspänning. Sàsom framgår av figur 8 är en anordning 10; 10' för riktad spänningsmätning enligt figur 1 eller 2 placerad inne i en kapsling 50 innefattande en växelspänning (en fas) 52 som man önskar att mäta pà.Figure 8 shows a schematic diagram of a second use of a device 10; 10 'according to Figure 1 or 2 according to the present invention for measuring alternating voltage in a housing comprising a phase. As shown in Figure 8, a device 10; 10 'for directional voltage measurement according to Figure 1 or 2 placed inside a housing 50 comprising an alternating voltage (a phase) 52 which it is desired to measure on.
Anordningen 10; 10' riktad mot fasen 52. Dä avståndet till högspänningsledaren är ansluten till jordpotential och är 52 som anordningen 10; 10' riktas mot är konstant och inga fältstörande geometriförändringar i anordningens 10; 10' närhet görs, behövs ingen isolant mellan anordningen 10; 10' och högspänning.The device 10; 10 'directed towards the phase 52. When the distance to the high voltage conductor is connected to ground potential and is 52 as the device 10; 10 'is constant and no field-disturbing geometry changes in the device 10; 10 'proximity is made, no insulator is needed between the device 10; 10 'and high voltage.
I figur 9 visas en principskiss pà en tredje använding av anordningar för riktad spänningsmätning enligt figur 1 eller 2 för att pà en kraftledningsstolpe mäta 3-fas växelspänning. I denna användning är tre anordningar 101, 102, 103; 10'1, l0'2, l0'3 placerade pà en kraftlednings- 507 šsz 10 15 20 25 30 35 40 12 stolpe 60 och är riktade mot varsin fas. Anordningarna 10h 102, 103; 10'1, 10'2, Dà avständet till högspänningsledarna som anordningarna 101, 102, 103; 1O'1, 1O'2, inga fältstörande geometriförändringar i anordningarnas 101, 102, 103; l0'1, 10'2, isolant mellan anordningen 10h 10'3 är anslutna till jordpotential. 10'3 riktas mot är konstant och 103 närhet görs, behövs ingen 102, 103; 10'1, 10'2, 10'3 och högspänning. Det skall påpekas att spänningsmät- anordningen ej sitter ihop med isolanten. Däremot behöver de ej vara skilda àt. De vid spänningsmätningarna erhållna 102, 103; 10'1, 1O'3 via tràdlös telefoni till lämplig plats för värdena kan sändas fràn anordningarna 10h 10'@ insamling av mätvärden. Med denna lösning kan man genom att 102, 103; 1O'3 utmed ett nät utföra mätningar och insamla ha ett antal fast installerade anordningar 10h 10'1, 10'@ mätvärden om nätet.Figure 9 shows a schematic diagram of a third use of devices for directional voltage measurement according to Figure 1 or 2 for measuring 3-phase alternating voltage on a power line pole. In this use, three devices are 101, 102, 103; 10'1, l0'2, l0'3 placed on a power line 507 šsz 10 15 20 25 30 35 40 12 12 and are directed towards each phase. The devices 10h 102, 103; 10'1, 10'2, then the distance to the high voltage conductors as the devices 101, 102, 103; 10'1, 10'2, no field-disturbing geometry changes in the devices 101, 102, 103; 10'1, 10'2, isolant between the device 10h 10'3 are connected to ground potential. 10'3 directed towards is constant and 103 proximity is made, no 102, 103 is needed; 10'1, 10'2, 10'3 and high voltage. It should be noted that the voltage measuring device is not connected to the insulator. However, they do not have to be separated. The 102, 103 obtained in the voltage measurements; 10'1, 10''3 via wireless telephony to a suitable location for the values can be transmitted from the devices 10h 10 '@ collection of measured values. With this solution, by 102, 103; 10'3 along a network perform measurements and collect have a number of permanently installed devices 10h 10'1, 10 '@ measurement values about the network.
Mätvärdena kan även överföras fràn fràn anordningarna 10; 10' medelst optisk fiber (ej visad) till därför avsedd plats för insamling av mätvärden. Självklart är det möjligt att med den visade användningen mäta även 1-fas eller 2-fas växelspänning, antingen med tre anordningar 101, 102, 103; 10'1, 10'@ med en eller tvà anordningar 10; 10' 10'3 anordnade pà kraftledningsstolpen 60 eller anordnade pà kraftled- ningsstolpen 60 (visas ej i figur 9).The measured values can also be transmitted from the devices 10; 10 'by means of optical fiber (not shown) to a place intended for collecting measured values. Of course, with the use shown, it is also possible to measure 1-phase or 2-phase alternating voltage, either with three devices 101, 102, 103; 10'1, 10 '@ with one or two devices 10; 10 '10'3 arranged on the power line pole 60 or arranged on the power line pole 60 (not shown in Figure 9).
I figur 10 visas en principskiss pá en fjärde användning av anordningar 10, 10' enligt figur 1 eller 2 enligt föreliggande uppfinning för att i ett kapslat ställverk medelst flera anordningar 10; 10' mäta växel- spänning. I figur 10 visas ett kapslat ställverk innefat- tande ett höje 64 med en fas eller högspänningsdel 621. I varje hörn av höljet 64 finns anordnat en anordning 101h 10n, 103, 10M, 10'n, 10'n, 10'n, l0'M riktade mot fasen 621. Anordningarna 1011, 1012, 10n, 1014; 10'11, 1O'12, 10'1@ 10'm är symmetriskt anordnade i förhållande till nämnda fas 621. Med denna användning kan man noggrant de-tektera om högspänningsdelen 621 förflyttas. När anord-ningarna 101; 1O'1 är symmetriskt anordnade i förhållande till fasen 621 erhàller man likadana mätvärden fràn de olika 10'@ ideala läget erhåller man olika mätvärden anordningarna 101; Skulle däremot fasen 621 röra sig fràn det visade, 10 15 20 25 30 35 40 507 953 13 lO'y av standardtyp kan man beräkna fasens 621 nya läge från anordningarna 101; Genom geometriska beräkningar och/eller kompensera för rörelsen för att erhålla ett korrekt (korri-gerat) mätvärde. Detta kan ske genom att till anordningarna 101; 10'1. Denna användning kan även användas ansluta ett dektor- och kompenseringsorgan (ej visad) till att detektera och kompensera för förändring i bak- grundsfält, vilket ger osymmetrisk förändring i de uppmätta 1O'L man en högre mät-noggrannhet bara genom införandet av flera Självklart kan denna användning även tillämpas på ett okapslat ställverk I det okapslade ställverket är det särskilt värdefullt att kunna kompensera för förändrat signalerna från an-ordningarna 101; Dessutom erhåller anordningar 101; 10'1 som mäter på samma fas 621. (ej visat). bakgrundsfält. Anordningarna 101; 10'1 är anslutna till jordpotential. Denna princip kan tillämpas med n antal l01n,'lO'11,..., lÛ'1I'1 Il 2 2 OCh anordningarna är symmetriskt anordnade i förhållande till anordningar 10n. ..., fasen 621. Användandet av flera anordnignar ger större mätnoggrannhet.Figure 10 shows a schematic diagram of a fourth use of devices 10, 10 'according to Figure 1 or 2 according to the present invention for in a nested switchgear by means of several devices 10; 10 'measure alternating voltage. Figure 10 shows an encapsulated switchgear comprising a mound 64 with a phase or high voltage part 621. In each corner of the housing 64 a device 101h 10n, 103, 10M, 10'n, 10'n, 10'n, 10 ' M directed toward phase 621. Devices 1011, 1012, 10n, 1014; 10'11, 10'12, 10'1 @ 10'm are arranged symmetrically with respect to said phase 621. With this use it is possible to accurately detect if the high voltage part 621 is moved. When the devices 101; 10'1 are symmetrically arranged in relation to the phase 621, the same measured values are obtained from the different 10 '@ ideal positions, the different measured values of the devices 101 are obtained; On the other hand, should the phase 621 move from the shown 10 10 'of standard type, one can calculate the new position of the phase 621 from the devices 101; By geometric calculations and / or compensate for the movement to obtain a correct (corrected) measured value. This can be done by going to the devices 101; 10'1. This use can also be used to connect a detector and compensation means (not shown) to detect and compensate for change in background field, which gives asymmetric change in the measured 10'L one can have a higher measuring accuracy only by the introduction of several. this use is also applied to an unencapsulated switchgear In the unencapsulated switchgear it is particularly valuable to be able to compensate for the changed signals from the devices 101; In addition, devices 101; 10'1 which measures on the same phase 621. (not shown). background field. The devices 101; 10'1 are connected to ground potential. This principle can be applied with n number l01n, '10'11, ..., lÛ'1I'1 Il 2 2 AND the devices are symmetrically arranged in relation to devices 10n. ..., phase 621. The use of several devices provides greater measurement accuracy.
I figur 11 visas en vy, delvis i snitt, på ett organ 70 för att pà avstånd från ledare beröringsfritt mäta likspän- ning enligt föreliggande uppfinning. Organet 70 innefattar en anordning 10 för riktad spänningsmätning enligt figur 1.Figure 11 shows a view, partly in section, of a means 70 for measuring DC voltage at a distance from conductors without contact according to the present invention. The means 70 comprises a device 10 for directional voltage measurement according to Figure 1.
Organet 70 innefattar således liksom anordningen 10 enligt figur 1 ett kapacitivt givarorgan 12 samt ett runt det kapacitiva givarorganet 12 anordnat elektrodorgan 14, vilket är försett med en öppning 16 avsedd att riktas mot ledaren (ej visad). Det kapacitiva givarorganet 12 är medelst en i form av en koaxialkabel, ledningsanordning 18, t.ex. ansluten till en mät- och detektoranordning (ej visad) för behandling av signaler erhållna från det kapacitiva givar- organet 12. Det kapacitiva givarorganet 12 utgöres exempel- vis av en rund platta 12 vilken huvudsakligen är anordnad vinkelrätt i förhållande till elektrodorganet 14. Plattan 12 är justerbar så att avståndet mellan plattan 12 och öppningen 16 hos elektrodorganet 14 kan ändras. Elektrod- organet 14 är tillverkat av ett ledande material och är dessutom anslutet till jordpotential. I övrigt fungerar 507 èzs 10 15 20 14 anordningen 10 pà samma sätt som beskrivits i samband med figur 1. Organet 70 innefattar dessutom en vid öppningen 16 anordnad metallplatta 72 vilken är roterbar (framgår av pilen A i figur 11) runt en axel 74 belägen vid sidan av anordningen 10. Axelns 74 rotation illustreras med pilen B i figur 11. Genom att metallplattan 72 är fixerad vid axeln 74 pá det visade sättet kommer metallplattan 72, när axeln 74 roteras i pilens B riktning, att växelvis täcka respek- tive inte täcka öppningen 16. Genom att sätta en roterande metallplatta 72 framför öppningen 16 hos anordningen 10 skapas ett växlande elektriskt fält infallande mot det kapacitiva givarorganet 12 som gör det möjligt att kapaci- tivt mäta signalen fràn spänningskällan trots att det är en likspänningskälla (DC-källa).The means 70 thus comprises, like the device 10 according to Figure 1, a capacitive sensor means 12 and an electrode means 14 arranged around the capacitive sensor means 12, which is provided with an opening 16 intended to be directed towards the conductor (not shown). The capacitive sensor means 12 is by means of a coaxial cable in the form of a coaxial cable 18, e.g. connected to a measuring and detecting device (not shown) for processing signals obtained from the capacitive sensor means 12. The capacitive sensor means 12 is constituted, for example, by a round plate 12 which is arranged substantially perpendicular to the electrode means 14. The plate 12 is adjustable so that the distance between the plate 12 and the opening 16 of the electrode member 14 can be changed. The electrode member 14 is made of a conductive material and is also connected to ground potential. Otherwise, the device 10 operates in the same manner as described in connection with Figure 1. The member 70 further comprises a metal plate 72 arranged at the opening 16 which is rotatable (shown by arrow A in Figure 11) located around a shaft 74 next to the device 10. The rotation of the shaft 74 is illustrated by the arrow B in Figure 11. Because the metal plate 72 is fixed to the shaft 74 in the manner shown, when the shaft 74 is rotated in the direction of the arrow B, the metal plate 72 will alternately cover and not covering the opening 16. By placing a rotating metal plate 72 in front of the opening 16 of the device 10, an alternating electric field is created incident on the capacitive sensor means 12 which makes it possible to capacitively measure the signal from the voltage source even though it is a direct voltage source (DC source ).
Den i figur 11 visade anordningen 10 kan ersättas av en Funktionen blir i bàda fall anordning 10' enligt figur 2. densamma.The device 10 shown in figure 11 can be replaced by a The function becomes in both cases device 10 'according to figure 2. the same.
Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföríngsformerna, utan flera variationer är möjliga inom ramen för de bifogade patentkraven.The invention is not limited to the embodiments shown, but several variations are possible within the scope of the appended claims.
Claims (27)
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9602785A SE507933C2 (en) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | Method, apparatus and sensor for capacitively detecting fields and voltages and their use |
| CA 2261191 CA2261191A1 (en) | 1996-07-15 | 1997-07-15 | Method, device and sensor for capacitive detecting of field and voltage and use thereof |
| JP10505939A JP2000514191A (en) | 1996-07-15 | 1997-07-15 | Methods, apparatus and sensors for capacitively detecting electric and electric fields and their use |
| CN 97197676 CN1229474A (en) | 1996-07-15 | 1997-07-15 | Method, device and sensor for capacitive detecting of field and voltage and use thereof |
| PCT/SE1997/001289 WO1998005974A1 (en) | 1996-07-15 | 1997-07-15 | Method, device and sensor for capacitive detecting of field and voltage and use thereof |
| BR9710724A BR9710724A (en) | 1996-07-15 | 1997-07-15 | M-every device and sensor to detect {capacitive fields and voltage and use thereof |
| AU36396/97A AU719566B2 (en) | 1996-07-15 | 1997-07-15 | Method, device and sensor for capacitive detecting of field and voltage and use thereof |
| EP97933123A EP0912902A1 (en) | 1996-07-15 | 1997-07-15 | Method, device and sensor for capacitive detecting of field and voltage and use thereof |
| TR1999/00074T TR199900074T2 (en) | 1996-07-15 | 1997-07-15 | Method, device and sensor and their use for electric field and voltage capacitive detection. |
| NO990169A NO990169L (en) | 1996-07-15 | 1999-01-14 | Method, device and sensor for capacitive detection of field and voltage, and use of the method and device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9602785A SE507933C2 (en) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | Method, apparatus and sensor for capacitively detecting fields and voltages and their use |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9602785D0 SE9602785D0 (en) | 1996-07-15 |
| SE9602785L SE9602785L (en) | 1998-01-16 |
| SE507933C2 true SE507933C2 (en) | 1998-07-27 |
Family
ID=20403403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9602785A SE507933C2 (en) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | Method, apparatus and sensor for capacitively detecting fields and voltages and their use |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0912902A1 (en) |
| JP (1) | JP2000514191A (en) |
| CN (1) | CN1229474A (en) |
| AU (1) | AU719566B2 (en) |
| BR (1) | BR9710724A (en) |
| CA (1) | CA2261191A1 (en) |
| NO (1) | NO990169L (en) |
| SE (1) | SE507933C2 (en) |
| TR (1) | TR199900074T2 (en) |
| WO (1) | WO1998005974A1 (en) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE512698C2 (en) * | 1997-11-27 | 2000-05-02 | Abb Ab | Electric system with capacitive contact-free voltage measurement and control unit for reducing harmonics |
| GB0310409D0 (en) * | 2003-05-07 | 2003-06-11 | Koninkl Philips Electronics Nv | Object sensing |
| DE10346356A1 (en) * | 2003-09-26 | 2005-05-12 | Siemens Ag | Method and device for voltage measurement |
| ITBO20080392A1 (en) | 2008-06-20 | 2009-12-21 | Alberto Bauer | CAPACITIVE SENSOR TO DETECT AN ELECTRIC FIELD GENERATED BY A CONDUCTOR |
| ITBO20080393A1 (en) * | 2008-06-20 | 2009-12-21 | Alberto Bauer | CAPACITIVE SENSOR TO DETECT AN ELECTRIC FIELD GENERATED BY A CONDUCTOR |
| ITBO20080079U1 (en) | 2008-10-30 | 2010-04-30 | Lorenzo Peretto | BUILDING SYSTEM FOR A CAPACITIVE SENSOR. |
| EP2697659B1 (en) * | 2011-04-14 | 2015-03-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for the contactless determination of an electrical potential of an object, current probe, and method |
| US9128135B1 (en) | 2013-01-02 | 2015-09-08 | Lockheed Martin Corporation | System, method, and computer program product to provide wireless sensing based on an aggregate electric field reading |
| IT201600103234A1 (en) * | 2016-10-14 | 2018-04-14 | Green Seas Ventures Ldt | Constructive system relating to a capacitive voltage sensor |
| CN107192894A (en) * | 2016-11-18 | 2017-09-22 | 国网甘肃省电力公司电力科学研究院 | A kind of alternating current-direct current complex electrical field detector |
| GB2561821B (en) * | 2017-04-06 | 2020-02-12 | Synaptec Ltd | Multi-phase sensor module, systems and methods |
| IT201700115489A1 (en) * | 2017-10-13 | 2019-04-13 | Green Seas Ventures Ltd | CONSTRUCTIVE SYSTEM AFFIRMING A CAPACITIVE VOLTAGE SENSOR |
| WO2019073497A1 (en) * | 2017-10-13 | 2019-04-18 | Alberto Bauer | Constructive system regarding a capacitive sensor |
| IT201800004114A1 (en) | 2018-03-30 | 2019-09-30 | Green Seas Ventures Ltd C/O Citco B V I Ltd | CONSTRUCTION SYSTEM WITH A CAPACITIVE VOLTAGE SENSOR |
| US11340266B2 (en) | 2018-12-17 | 2022-05-24 | G & W Electric Company | Electrical sensor assembly |
| CN119986166A (en) | 2018-12-17 | 2025-05-13 | G&W电气公司 | Electrical sensor assembly |
| US11415538B2 (en) | 2020-03-06 | 2022-08-16 | Applied Materials, Inc. | Capacitive sensor housing for chamber condition monitoring |
| EP3910346B1 (en) * | 2020-05-13 | 2025-11-19 | Schneider Electric Industries SAS | Dual-voltage capacitive sensor |
| CN112379181B (en) * | 2020-11-11 | 2024-05-28 | 南方电网电力科技股份有限公司 | Axial space electric field measuring device |
| CN114062794B (en) * | 2021-10-27 | 2024-10-18 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局 | Insulator surface electric field intensity measuring device and insulator system |
| CN115166343A (en) * | 2022-06-02 | 2022-10-11 | 广州电安科技有限公司 | High voltage field sensor module, surge arrester live measurement device and state evaluation method |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3826981A (en) * | 1968-05-03 | 1974-07-30 | H Ross | Solid-state high impedance meter system |
| US4052665A (en) * | 1976-03-30 | 1977-10-04 | Snap-On Tools Corporation | Capacitive pickup device for pulsating high voltage measurements |
| US4328461A (en) * | 1979-07-02 | 1982-05-04 | Mcdonnell Douglas Corporation | Apparatus for and method of measuring a high voltage electric field |
| US4397702A (en) * | 1980-01-09 | 1983-08-09 | Johnson Controls, Inc. | Fabrication of non-conductive charged sensing probe unit |
-
1996
- 1996-07-15 SE SE9602785A patent/SE507933C2/en not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-07-15 TR TR1999/00074T patent/TR199900074T2/en unknown
- 1997-07-15 JP JP10505939A patent/JP2000514191A/en active Pending
- 1997-07-15 CN CN 97197676 patent/CN1229474A/en active Pending
- 1997-07-15 AU AU36396/97A patent/AU719566B2/en not_active Ceased
- 1997-07-15 BR BR9710724A patent/BR9710724A/en not_active Application Discontinuation
- 1997-07-15 EP EP97933123A patent/EP0912902A1/en not_active Withdrawn
- 1997-07-15 WO PCT/SE1997/001289 patent/WO1998005974A1/en not_active Ceased
- 1997-07-15 CA CA 2261191 patent/CA2261191A1/en not_active Abandoned
-
1999
- 1999-01-14 NO NO990169A patent/NO990169L/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE9602785D0 (en) | 1996-07-15 |
| CN1229474A (en) | 1999-09-22 |
| SE9602785L (en) | 1998-01-16 |
| TR199900074T2 (en) | 1999-03-22 |
| NO990169D0 (en) | 1999-01-14 |
| AU3639697A (en) | 1998-02-25 |
| NO990169L (en) | 1999-03-12 |
| EP0912902A1 (en) | 1999-05-06 |
| WO1998005974A1 (en) | 1998-02-12 |
| JP2000514191A (en) | 2000-10-24 |
| AU719566B2 (en) | 2000-05-11 |
| BR9710724A (en) | 1999-08-17 |
| CA2261191A1 (en) | 1998-02-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SE507933C2 (en) | Method, apparatus and sensor for capacitively detecting fields and voltages and their use | |
| US10151778B2 (en) | Voltage sensor housing and assembly including the same | |
| US8493053B2 (en) | System and device for measuring voltage in a conductor | |
| US9689898B2 (en) | Medium or high voltage arrangement with cable connection terminal | |
| CA2398082C (en) | Voltage sensor | |
| CN106291076B (en) | A kind of double difference fraction D-dot overvoltage sensors and measuring system | |
| CA2351573A1 (en) | Voltage sensor | |
| CN114034941B (en) | An electric field sensing device and implementation method for three-dimensional electric field measurement using single-axis motion. | |
| CN109459621A (en) | A kind of conductor floats current potential contactless measuring system | |
| CN114167178A (en) | Electric signal measuring device for high-voltage overhead line | |
| CN206096245U (en) | Two difference formula D dot crosses voltage sensor and monitoring system | |
| CN202869594U (en) | Flexible multi-section admittance level meter without metrical dead zones | |
| CN214750773U (en) | Broadband magnetic field sensor for measuring impulse current | |
| WO2016109009A1 (en) | Voltage sensor system | |
| CN117783641A (en) | A voltage sensor and AIS suitable for broadband voltage measurement | |
| JPH0668510B2 (en) | Voltage sensor | |
| CN1108512C (en) | Underwater displacement measuring method and equipment | |
| US20250182926A1 (en) | Connection conductor, arrangement having a connection conductor and use of a connection conductor | |
| JPH0792481B2 (en) | Gas-insulated sealed electric appliance voltage and partial discharge detection device | |
| CN110441575A (en) | A common box type gas-insulated metal-enclosed switchgear GIS electronic voltage transformer | |
| Luo et al. | Non-contact three-phase voltage measurement method based on reference signal | |
| CN101278201A (en) | Voltage sensor and voltage sensing method for gas-insulated switchgear | |
| CN119959606A (en) | An insulator-based voltage and current integrated intelligent sensing device and method | |
| CN105629020A (en) | Resistive-capacitive voltage division type current and voltage combined transformer | |
| JP2020134430A (en) | Intermediate electrode structure and transformer using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |