Pierwszenstwo: 07.XI.1963 Niemiecka Republika Demokratyczna Opublikowano: 10.VI.1966 51354 -"¦" - nit/ni'— ki. nit,, on/or MKP G 01 r UKD Twórca wynalazku: inz. Anatol Gladun Wlasciciel patentu: VEB Transformatoren- und Róntgenwerk Dresden, Drezno (Niemiecka Republika Demokratyczna) Urzadzenie do pomiaru natezenia pradu za pomoca magnetycznych mierników napiecia Wynalazek dotyczy urzadzenia do pomiaru na¬ tezenia ustalonych lub nieustalonych pradów zmiennych za pomoca magnetycznego miernika napiecia. Jako przyklad zastosowania tego urza¬ dzenia mozna wymienic pomiar duzych pradów w zakladach badawczych wielkiej mocy, jak rów¬ niez pomiar pradów w pretach uzwojen klatko¬ wych maszyn elektrycznych oraz pomiar pradu w kablach i izolatorach przepustowych.Dotychczas stosowano w tym celu na ogól jed- noprzewodowe przetworniki pradowe. Podczas po¬ miaru pradów zawierajacych czesci malejace wy¬ kladniczo wystepuja duze uchyby pomiarowe, wy¬ nikajace z wlasnosci przenoszenia zwyklych prze¬ tworników pradowych. Dla unikniecia tych uchy¬ bów nalezalo stosowac przetworniki pradowe o szczególnie duzej stalej czasowej obwodu wtór¬ nego, które z koniecznosci maja duze wymiary.W wielu przypadkach zastosowania wystepuja jed¬ nak wymagania co do malych wymiarów prze¬ twornika. Przy pomiarach pradów w pretach uzwojen klatkowych maszyn elektrycznych ob¬ wód pradu nie moze byc otwarty dla wlaczenia miernika.We wszystkich przypadkach, kiedy odleglosc od sasiednich przewodów jest mala, jak np. w przy¬ padku pomiarów w kablach, rdzenie przetworni¬ ka pradowego sa mocno narazone na wplyw mag¬ netycznych pól zaklócajacych, pochodzacych od pradów w tych przewodach. Wynikaja stad znacz¬ ne uchyby.Kable wysokiego napiecia przewodza czesto prady o malym natezeniu, które tylko z trud- 5 noscia mozna mierzyc za pomoca przetworników jednoprzewodowych. Przetworniki jednoprzewodo- we mozna konstruowac tylko na prady poczyna¬ jac od okreslonego natezenia wzwyz dla znor¬ malizowanych mocy, a przetworniki na prady 10 mniejsze maja niezwykle duze wymiary,* które nie pozwalaja na zastosowanie w kablach wobec ma¬ lych odstepów miedzy kablami.Znane jest równiez dokonywanie pomiaru pra¬ du nie za pomoca zwyklych przetworników pra- 15 dowych, lecz za pomoca bezrdzeniowych prze¬ tworników pradowych, które skladaja sie z mag¬ netycznego miernika napiecia i czlona calkujace¬ go. Dotychczas magnetyczne mierniki napiecia byly wykonywane jako cewki toroidalne lub ja- 20 ko gietkie paski pomiarowe. Takie konstrukcje dla pomiarów precyzyjnych sa zbyt czule na magnetyczne pola zaklócajace. Glówna przyczyna tego jest wplyw miejsca styku i nierównomierny rozklad uzwojen cewek. Woltomierze precyzyj- 25 ne byly znane dotychczas tylko w postaci ramki pomiarowej, przy czym boki ramki byly wykona¬ ne z cylindrycznych, bardzo dokladnie uzwojonych cewek, natomiast narozniki byly ekranowane ma¬ gnetycznie za pomoca klocków z miekkiego ze- 30 laza. Takie ramki pomiarowe nie stanowia jed- 5135491354 nak zadowalajacego rozwiazania pod wzgladem konstrukcyjnym i wymiarowym w tych przypad¬ kach zastosowania gdzie pozostaje malo miejsca do dyspozycji.Wynalazek ma na celu wykonanie urzadzenia pomiarowego, które wymaga malo miejsca, jest nieczule w znacznym stopniu na elekromagnetycz- ne pola zaklócajace i umozliwia pomiary natezen pradu, przy czym obwód pradu nie musi byc przerywany dla wlaczenia urzadzenia pomiaro¬ wego. Wedlug wynalazku stosuje sie do tegu ce¬ lu magnetyczny miernik napiecia, wykonany w postaci cewki przewodowej, utworzony z nosni¬ ka drutowego o wielowarstwowym uzwojeniu z cienkiego przewodu, przy czym srednica cienkie¬ go przewodu jest znacznie mniejsza od srednicy nosnika drutowego. Polowa warstw uzwojenia jest nawinieta prawoskretnie, a druga lewoskretnie.Ponizej opisana jest cewka przewodowa, jako przewodowy miernik napiecia: Poszczególne warstwy uzwojenia przewodowego miernika na¬ piecia sa polaczone w szereg, wskutek czego pra- woskretne warstwy przebiegaja w jednym kierun¬ ku, a lewoskretne <— w drugim. Przewód pomiaro¬ wy napiecia jest owiniety wieloma zwojami naoko¬ lo przewodu, w którym ma byc zmierzony prad.Dla unikniecia elektrostatycznych napiec zakló¬ cajacych, otrzymana cewka jest ekranowana elek¬ trostatycznie. Gdy obwód pradu moze byc prze¬ rwany, to stosujac kadlub cewki, zawierajacy metalowe ekranowanie pól elektrostatycznych, mozna wykonac z przewodu pomiarowego napie-- cia cewke, która mozna nasuwac na przewód wiodacy prad.Przewód pomiarowy napiecia mozna równiez wykonac jednowarstwowo, przy czym drut nosny stanowi wówczas przewód powrotny dla uzwoje¬ nia pomiarowego napiecia.Przez wykonanie magnetycznego miernika na¬ piecia w postaci przewodowego miernika napie¬ cia osiaga sie to, ze wynikajace z teorii miernika warunki równomiernego rozkladu uzwojenia i ma- • lej powierzchni uzwojenia sa spelnione w znacz¬ nym stopniu, nawet gdy z przewodu pomiarowego sa uzwajane cewki o stosunkowo malym promie¬ niu krzywizny. Wykonywanie przewodowego mier¬ nika napiecia moze byc latwo zautomatyzowane.Np. przewód pomiarowy moze byc wykonany na oplotarkach, które zwykle sa przeznaczone do oplatania drutów bawelna lub jedwabiem. Przez wykonanie magnetycznego miernika napiecia jako cewki o wielu zwojach z przewodu pomiarowego, uzyskuje sie wysoka czulosc urzadzenia pomia¬ rowego, przy czym jednoczesnie usuwa sie wplyw miejsc styku. O ile napiecie pomiarowe wzrasta proporcjonalnie do liczby zwojów cewki, to na¬ piecie zaklócajace spowodowane miejscem sty¬ ku pozostaje stale, a wiec staje sie w stosunku do napiecia pomiarowego tym mniejsze im wiek¬ sza jest liczba zwojów. Za pomoca opisanego la¬ czenia szeregowego warstw uzwojenia uzyskuje sie to, ze dla indukowanego napiecia w calym uzwojeniu wazne sa tylko strumienie magnetycz¬ ne w powierzchniach uzwojenia przewodu pomia¬ rowego, wywolane przez mierzony prad, a nie strumien cewki wykonanej z przewodu pomiaro¬ wego, a pochodzacy z magnetycznych pól zaklóca- 5 jacych.Przyklad wykonania wynalazku jest uwidocz¬ niony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przewód pomiarowy, fig. 2 — ulozenie cewki wy¬ konanej z przewodu pomiarowego wedlug fig. 1 10 na przewodzie wiodacym prad i fig. 3 — po¬ laczenie poszczególnych warstw uzwojenia prze¬ wodu pomiarowego wedlug fig. 1.Fig. 1 przedstawia odcinek przewodu pomiaro¬ wego 6 o dwóch warstwach uzwojenia, wykona- 15 nego jako produkt mierzony na metry. Drut nos¬ ny 1 podtrzymuje prawoskretna warstwe uzwo¬ jenia o poczatku 2 i koncu 3 oraz lewoskretna warstwe uzwojenia o poczatku 4 i koncu 5.Fig. 2 przedstawia ulozenie cewki 7 wykonanej 20 z przewodu pomiarowego 6 wedlug fig. 1 na prze¬ wodzie 8, w którym ma byc mierzony prad.Cyfra 9 oznacza kadlub cewki, zawierajacy ekran metalowy 10 dla elektrostatycznych pól zaklócaja¬ cych. 25 Fig. 3 przedstawia laczenie poszczególnych warstw uzwojenia przewodu pomiarowego wedlug fig. 1 wewnatrz cewki wedlug fig. 2. Liczby 11 i 12 oznaczaja wyprowadzone na zewnatrz zacis¬ ki polaczone z zaciskami wejsciowymi ukladu 30 calkujacego. PL