Введение
ГЛАВА 1 Обзор существующих физических эффектов, методов и средств измерения напряженности электрического поля 19
1.1 Состояние проблемы измерения параметров электрических полей 19
1.2 Обзор физических эффектов, принципиально возможных для построения датчиков напряженности ЭП 24
1.3 Обзор существующих методов измерения напряженности переменного электрического поля 31
1.4 Обзор существующих средств измерения напряженности переменных электрических полей 45
1.5 Выводы по главе 80
1.6 Постановка задачи исследования 82
ГЛАВА 2 Математические исследования взаимодействия проводящей поверхности сферического датчика с электрическими полями различных источников .. 84
2.1 Вводные замечания 84
2.2 Обоснование выбора формы проводящего корпуса датчика 84
2.3 Взаимодействие проводящей поверхности сферического датчика с однородным электрическим полем 85
2.4 Взаимодействие проводящей поверхности сферического датчика с электрическим полем точечного источника 88
2.5 Взаимодействие проводящей поверхности сферического датчика с электрическим полем заряженной проводящей плоскости 92
2.6 Взаимодействие проводящей поверхности сферического датчика с электрическим полем сферического конденсатора 104
2.7 Взаимодействие проводящей поверхности сферического датчика с однородным эллиптически поляризованным электрическим полем 110
2.8 Выводы по главе 113
ГЛАВА 3 Конструктивные и математические модели электроиндукционных сферических датчиков напряженности электрического поля 115
3.1 Вводные замечания 115
3.2 Конструктивная базовая модель ТЭСД с шестью чувствительными элементами 117
3.3 Теоретические основы, заложенные в математические модели электроиндукционных сферических датчиков напряженности 119
3.4 Определение границ интегрирования при произвольной ориентации датчика 125
3.5 Общие требования к математическим моделям ТЭСД 127
3.6 Определение взаимосвязи между углами, определяющими положение вектора Е в пространстве декартовой системы координат 128
3.7 Составление математической модели датчика с шестью чувствительными элементами 131
3.8 Конструктивная модель ТЭСД с восьмью чувствительными элементами 134
3.9 Определение направляющих углов между вектором Е и осями чувствительных элементов восьми элементного датчика 139
3.10 Составление математической модели датчика с восьмью чувствительными элементами 142
3.11 Конструктивная модель ТЭСД с четырнадцатью чувствительными элементами 146
3.12 Составление математической модели датчика с четырнадцатью чувствительными элементами 153
3.13 Обобщение конструктивных и математических моделей датчиков 163
3.14 Выводы по главе 165
ГЛАВА 4 Разработка методов измерения параметров электрических полей электроиндукционны ми сферическими датчиками 166
4.1 Общие замечания 166
4.2 Теоретические основы разработки методов измерений 167
4.3 Общие подходы к разработке методов измерения напряженности ЭП на основе взаимодействия ТЭСД с полем 172
4.4 Метод измерения напряженности ЭП путём исключения сторонних полей 180
4.5 Метод измерения напряженности ЭП путём выравнивания составляющих 191
4.6 Метод измерения напряженности ЭП путём выделения максимальной составляющей 207
4.7 Усовершенствование метода трехкоординатных измерений напряженности ЭП 223
4.8 Сравнительный анализ методов измерения напряженности ЭП основанных на взаимодействии ТЭСД с полем 232
4.9 Метод измерения напряженности ЭП путём опроса его составляющих и выделение максимальной из них 237
4.10 Метод измерения амплитудных параметров эллиптически поляризованных ЭП 239
4.11 Метод измерения степени неоднородности ЭП 242
4.12 Выводы по главе 248
ГЛАВА 5 Разработка средств измерения параметров электрических полей электроиндукционными сферическими датчиками 251
5.1 Вводные замечания к разработке средств измерения напряженности ЭП 251
5.2 Общие вопросы построения средств измерения напряженности ЭП 256
5.2.1 Частотная область применимости электроиндукционного метода измерения напряженности ЭП
5.2.2 Выбор конструктивного исполнения и выходного сигнала электроиндукционного датчика 258
5.2.3 Входные измерительные цепи электроиндукционных датчиков напряженности ЭП 262
5.2.4 Методическая погрешность преобразования измерительной цепи при трехкоординатном методе измерения вектора напряженности ЭП 267
5.2.5 Диапазон преобразования измерительных цепей трехкоординатных датчиков 268
5.2.6 Пространственный диапазон измерения и причины его ограничения 272
5.2.7 Уравнение преобразования чувствительного элемента датчика 272
5.2.8 Чувствительность одинарных, двойных и дифференциальных датчиков с одним или двумя чувствительными элементами 276
5.2.9 Порог чувствительности одного чувствительного элемента датчика. 278
5.3 Средства измерения параметров электрических полей 280
5.3.1 Средства измерения напряженности ЭП без ориентации датчика в пространстве, реализующие трехкоординатный метод измерений
5.3.2 Средства измерения напряженности ЭП, реализующие метод исключения сторонних полей 284
5.3.3 Средства измерения напряженности ЭП, реализующие метод выравнивания составляющих 288
5.3.4 Средства измерения напряженности ЭП, реализующие метод выделения максимальной составляющей 294
5.3.5 Средства измерения напряженности ЭП, реализующие метод опроса составляющих 300
5.3.6 Средства измерений степени неоднородности ЭП,
реализующие метод измерения степени неоднородности ЭП 304
5.3.7 Средства измерений амплитудных параметров эллиптически
поляризованных ЭП 307
5.4 Этапы перспективного развития разработок и их реализация в конкретных средствах измерений 309
5.5 Выводы по главе 319
ГЛАВА 6 Экспериментальные исследования средств измерения напряженности электрического поля и проведение измерений на объектах электротехнического оборудования 324
6.1 Вводные замечания 324
6.2 Организация и подготовка к проведению эксперимента 325
6.2.1 Объект исследования
6.2.2 Градуировка прибора в отсутствии датчика 327
6.2.3 Экспериментальная высоковольтная измерительная
установка 331
6.3 Экспериментальное исследование в электрическом поле ТЭСД и
приборов на их основе в лабораторных условиях 334
6.3.1 Определение в однородном поле статических характеристик макета прибора с различными датчиками
6.3.2 Исследование макета приборов с заземленными одинарным и двойным дифференциальным ТЭСД 340
6.3.3 Измерение электрических полей источников простейших форм приборами, отградуированными в однородном поле 341
6.3.4 Исследование распределения электрического поля высоковольтного оборудования 358
6.3.5 Измерительная установка для градуировки приборов со сферическими электроиндукционными датчиками напряженности ЭП 361
6.4 Экспериментальное исследование приборов с одинарным ТЭСД в полевых условиях 364
6.4.1 Методика проведения исследований прибора под ЛЭП-500 кВ
6.4.2 Результаты исследований 365
6.4.3 Методика проведения исследований прибора на ПС-750 кВ 367
6.4.4 Результаты исследований 367
6.5 Выводы по главе 369
Заключение 372
Список использованных источников
