Разработка интерференционного метода измерения тока в высоковольтных сетях и интерферометрического измерителя тока

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Никитина М.В., Пеньковский А.И. Разработка интерференционного метода измерения тока в высоковольтных сетях и интерферометрического измерителя тока // Оптический журнал. 2024. Т. 91. № 4. С. 102–111. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2024-91-04-102-111

Nikitina M.V., Penkovskii A.I. Development of interference method for measuring current in high-voltage power networks and interferometric optical current meter [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2024. V. 91. № 4. P. 102–111. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2024-91-04-102-111

Ссылка на англоязычную версию:

Margarita V. Nikitina and Anatoly I. Penkovskii, "Development of an interference method and interferometric optical current meter for measuring current in high-voltage power networks," Journal of Optical Technology. 91(4), 272-278 (2024). https://doi.org/10.1364/JOT.91.000272

Аннотация:

Предмет исследования. В настоящей статье представлены результаты исследования возможностей использования интерференции поляризованных лучей в создании оптического измерителя тока. Предложен интерферометрический измеритель тока оптический, описаны его устройство и принцип работы. Разработка относится к оптическим поляризационным приборам, в которых для измерения переменного электрического тока в высоковольтных сетях используется магнитооптический эффект Фарадея. Цель работы. Разработка интерференционного метода измерения тока в высоковольтных сетях и разработка интерферометрического оптического измерителя тока, свободного от недостатков известных устройств. Метод. В работе использовалось моделирование предложенного устройства, теоретические исследования работы системы, включающей поляризаторы, призму Волластона, посредством аппарата векторной алгебры. Основные результаты. Был разработан интерференционный метод измерения тока. Сочетание отличительных особенностей конструкции и обработки выходного сигнала позволило создать простой компактный интерференционный оптический измеритель тока, имеющий преимущества в сравнении с известными оптическими измерителями тока. Практическая значимость. Измеритель тока может использоваться как базовое устройство при создании ряда измерителей переменного тока для электрических высоковольтных сетей различного класса, используемых в коммерческом учёте электроэнергии, а также в системах автоматики различных энергетических установок и низковольтной аппаратуре.

Ключевые слова:

интерференция, переменный ток, эффект Фарадея, циркулярно-поляризованное оптическое излучение, угол поворота плоскости поляризации, разность фаз, двулучепреломление

Коды OCIS: 120.5410, 210.3810, 260.1440, 260.2110

Список источников:

ГОСТ 7746-2001. Трансформаторы тока. Общие технические условия. Введ. 01.01.2003. М.: ИПК изд-во стандартов, 2002. 34 с.
ГОСТ 18685-73 (2004). Межгосударственный стандарт. Трансформаторы тока и напряжения. Термины и определения. Введ. 01.07.74. М.: Издательство стандартов, 1974. 108 с.
Ананян В., Кириллов И.В., Громов М.А., Рахманов И. Расчет трансформатора тока // The Scientific Heritage. Научный журнал. 2021. № 75. С. 21–24. https://doi.org/ 10.24412/9215-0365-2021-75-1-21-24
Козлов В.К., Лизунов И.К., Новиков С.И. Дистанционный измеритель тока // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2012. № 9. С. 98–101.
Ромм Я.Е. О видоизменениях опыта Фарадея с кажущимся уменьшением веса проводников при прохождении электрического тока в аспекте гипотетической связи гравитации и электромагнетизма // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2020. № 8. С. 61–81. https://doi.org/ 10.17513/mjpfi.13117
Базыль И.М., Дударенко А.Д. Использование оптических трансформаторов тока // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. № 12. С. 44–46.
Пеньковский А.И., Кириллова С.А., Броун Ф.М. Ячейка Фарадея для измерения переменного тока в высоковольтных сетях // Патент РФ №2762886. 2021.
Архангельский В.Б., Бестугин А.Р., Шакин О.В. Магнитооптический измерительный преобразователь тока и электрооптический измерительный преобразователь напряжения // Датчики и системы: научно-технический и производственный журнал. 2019. Т. 5. № 11. С. 32–36. https://doi.org/ 10.25728/ datsys .2019.11.5
Кочетков И.В., Червяков В.В., Александров И.И. Волоконно-оптический трансформатор тока // Патент РФ №2321000. 2011.
Старикова Н.С., Григорьев М.Г. Волоконно-оптический датчик тока // Современные проблемы науки и образования: сетевое издание. 2014. № 6. С. 39.
Пеньковский А.И., Кириллова С.А., Броун Ф.М. Измеритель переменного и постоянного тока оптический лабораторный // Патент РФ №2720187. 2019.
Ландсберг Г.С. Оптика. М.: Физматлит, 2003. Главы ХVI–ХVIII. С. 338–365.
Кукушкин Д.Е., Бычков В.Д., Сазоненко Д.А. Оценка эффективности стокс-поляриметра с различными анализаторами поляризации // Астрофизический бюллетень. 2019. Т. 74. № 3. С. 336–344.
Сакс Р.С. Решение спектральных задач для операторов ротора и Стокса // Уфимский математический журнал. 2013. Т. 5. № 2. С. 63–81.
Губин В.П., Старостин Н.И., Пржиялковский Я.В. Волоконно-оптические трансформаторы электрического тока: физические основы и технические реализации // Фотоника. 2018. Т. 12. № 7, 8. С. 704–715. https://doi.org/ 10.22184/1993-7296.2018.12.7.704.715
Пеньковский А.И. Измеритель тока оптический интерференционный // Патент РФ № 2767166. 2022.