RU2321001C2 - Device for measurement of current pulse parameters - Google Patents

Device for measurement of current pulse parameters Download PDF

Info

Publication number
RU2321001C2
RU2321001C2 RU2005121232/28A RU2005121232A RU2321001C2 RU 2321001 C2 RU2321001 C2 RU 2321001C2 RU 2005121232/28 A RU2005121232/28 A RU 2005121232/28A RU 2005121232 A RU2005121232 A RU 2005121232A RU 2321001 C2 RU2321001 C2 RU 2321001C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
twisted pair
twisted
measuring transducer
terminals
Prior art date
Application number
RU2005121232/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Иванович Бзыта (RU)
Виктор Иванович Бзыта
Евгений Александрович Дубровин (RU)
Евгений Александрович Дубровин
Дмитрий Иванович Крохалев (RU)
Дмитрий Иванович Крохалев
Павел Александрович Сидорюк (RU)
Павел Александрович Сидорюк
Original Assignee
Войсковая часть 51105
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 Войсковая часть 51105 filed Critical Войсковая часть 51105
Priority to RU2005121232/28A priority Critical patent/RU2321001C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2321001C2 publication Critical patent/RU2321001C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

FIELD: electric measuring engineering, applicable for measurement of current pulse parameters in high-voltage pulse installation.
SUBSTANCE: the device has an induction instrument transducer, communication line, recorder, terminals for connection to a break in the current conductor and N twisted pairs of direct and return conductors made of materials with a low conductivity and coated with an insulation material, closed at one end and connected to the device terminals at the other end. The induction instrument transducer is connected to one of the twisted pairs, and the output of the induction instrument transducers is connected to the recorder input via the communication line. In a particular case of the offered invention the electrical parameters and the geometric dimensions of all the twisted parts are identical.
EFFECT: enhanced precision and noise immunity in the process of measurements.
2 cl, 2 dwg

Description

Устройство относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения параметров импульсов тока в высоковольтных импульсных установках.The device relates to electrical engineering and is intended to measure the parameters of current pulses in high-voltage pulse installations.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является измерительный преобразователь переменного тока /1/, содержащий шинный трансформатор тока, нагрузочный резистор, клеммы для подключения исследуемого объекта, масштабирующий усилитель, индикатор, n+1 резистивных элементов, где n - четное число, выполненными скобообразными, расположенными радиально в двух торцах и параллельно по образующей цилиндр полуплоскости, которые ограничены скобообразными резистивными элементами, расположенными под попарно одинаковыми углами. Шинный трансформатор тока охватывает один из резистивных элементов, выводы вторичной обмотки шинного трансформатора подключены к выводам нагрузочного резистора, выводы которого подключены к входу масштабирующего усилителя, выход которого подключен к индикатору.The closest technical solution to the claimed one is an AC measuring transducer / 1 /, containing a bus current transformer, a load resistor, terminals for connecting the object under study, a scaling amplifier, an indicator, n + 1 resistive elements, where n is an even number, made stapled, located radially at two ends and parallel to the half-plane forming the cylinder, which are bounded by staple-shaped resistive elements located at the same angles in pairs. The bus current transformer covers one of the resistive elements, the terminals of the secondary winding of the bus transformer are connected to the terminals of the load resistor, the terminals of which are connected to the input of the scaling amplifier, the output of which is connected to the indicator.

Недостатком данного устройства является низкая помехозащищенность к магнитному полю, создаваемому обратным токопроводом. В виду того, что скобообразные элементы образуют систему замкнутых контуров, то в каждом из них за счет электромагнитной индукции создается электродвижущая сила (ЭДС). ЭДС пропорциональна скорости изменения потока магнитного поля через каждый контур, а магнитное поле создается протекающим по обратному токопроводу током. При достаточно большом количестве элементов (когда ток через отдельный элемент мал) или при достаточно быстром изменении измеряемого тока (когда в контурах наводятся большие ЭДС) индуцируемый в отдельном элементе ток оказывается соизмеримым с протекающей через данный элемент частью измеряемого тока, что может привести к существенной ошибке при измерении.The disadvantage of this device is the low noise immunity to the magnetic field created by the reverse current path. Due to the fact that the staple-shaped elements form a system of closed loops, in each of them due to electromagnetic induction an electromotive force (EMF) is created. EMF is proportional to the rate of change of the magnetic field flux through each circuit, and the magnetic field is created by the current flowing through the reverse current path. With a sufficiently large number of elements (when the current through an individual element is small) or with a sufficiently rapid change in the measured current (when large EMFs are induced in the circuits), the current induced in an individual element is comparable with the part of the measured current flowing through this element, which can lead to a significant error when measuring.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является повышение точности и помехозащищенности в процессе измерений.The technical result provided by the claimed invention is to improve the accuracy and noise immunity in the measurement process.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения параметров импульсов тока содержит индукционный измерительный преобразователь, линию связи, регистратор, клеммы для подключения в разрыв исследуемого токопровода, N скрученных пар, представляющих собой прямой и обратный проводники, выполненных из материала с малой удельной проводимостью и покрытых изоляционным материалом, замкнутых на одном конце и подсоединенных на другом конце к клеммам устройства, при этом число N выбирают из условия:The technical result is achieved by the fact that the device for measuring the parameters of the current pulses contains an induction measuring transducer, a communication line, a recorder, terminals for connecting into the gap of the studied current lead, N twisted pairs, which are direct and return conductors made of a material with low conductivity and coated insulating material, closed at one end and connected at the other end to the terminals of the device, while the number N is selected from the condition:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Imax - максимальный измеряемый ток;where I max is the maximum measured current;

Iиип - верхняя граница амплитудного диапазона индукционного измерительного преобразователя,I IIP - the upper limit of the amplitude range of the induction measuring transducer,

длину l скрученной пары выбирают из условия квазистационарности:the length l of a twisted pair is chosen from the condition of quasistationarity:

Figure 00000003
Figure 00000003

где с - скорость света;where c is the speed of light;

τф - длительность фронта измеряемого импульса тока на уровне 0,1-0,9 от амплитудного значения,τ f - the duration of the front of the measured current pulse at the level of 0.1-0.9 of the amplitude value,

сечение проводников скрученной пары s выбирают из условия их устойчивости к электротермическому воздействию тока:the cross section of the conductors of the twisted pair s is chosen from the condition of their resistance to the electrothermal effect of the current:

Figure 00000004
Figure 00000004

где i(t) - ток в исследуемом токопроводе А;where i (t) is the current in the studied current lead A;

ΔT - допустимое превышение температуры проводника скрученной пары над температурой среды, град;ΔT is the permissible excess of the temperature of the conductor of a twisted pair over the temperature of the medium, deg;

ρ - плотность, кг/м3;ρ is the density, kg / m 3 ;

δ - удельное сопротивление материала проводника скрученной пары, Ом·м;δ is the specific resistance of the material of the conductor of the twisted pair, Ohm · m;

С - удельная теплоемкость материала проводника скрученной пары, Дж/(кг·град),C is the specific heat of the material of the conductor of the twisted pair, J / (kg · deg),

а индукционный измерительный преобразователь включен в одну из скрученных пар, выход индукционного измерительного преобразователя через линию связи подключен к входу регистратора. Электрические параметры и геометрические размеры всех скрученных пар идентичны.and the induction measuring transducer is included in one of the twisted pairs, the output of the induction measuring transducer through a communication line is connected to the input of the recorder. The electrical parameters and geometric dimensions of all twisted pairs are identical.

При использовании скрученных пар, представляющих собой последовательность витков, магнитное поле, создаваемое обратным токопроводом, индуцирует в каждом витке ЭДС, при этом ЭДС в соседних витках будут компенсировать друг друга, что позволяет существенно повысить помехоустойчивость к этим полям.When using twisted pairs, which are a sequence of turns, the magnetic field generated by the reverse current path induces EMF in each turn, while the EMF in adjacent turns will cancel each other, which can significantly increase the noise immunity to these fields.

Изготовление проводников скрученных пар из материала с малой удельной проводимостью приводит при протекании тока к увеличению падения напряжения на активном сопротивлении скрученой пары. Это позволяет снизить влияние индукционного измерительного преобразователя на измеряемый ток и тем самым повысить точность измерений.The manufacture of twisted pair conductors from a material with low conductivity leads to an increase in the voltage drop across the active resistance of the twisted pair when current flows. This allows you to reduce the influence of the induction measuring transducer on the measured current and thereby increase the accuracy of the measurements.

Соблюдение условия выбора числа N позволяет проводить измерения параметров импульсных токов с помощью индукционного измерительного преобразователя, имеющего ограниченный амплитудный диапазон.Compliance with the conditions for choosing the number N allows the measurement of the parameters of the pulse currents using an induction measuring transducer having a limited amplitude range.

На фиг.1 показан внешний вид устройства.Figure 1 shows the appearance of the device.

На фиг.2 дана схематическая конструкция устройства.Figure 2 gives a schematic design of the device.

Устройство состоит из N скрученных пар 1, клемм 2 и 3 для подключения в разрыв исследуемого токопровода 4, индукционного измерительного преобразователя типа пояса Роговского 5, линии связи 6, регистратора 7. Каждая скрученная пара 1 представляет собой прямой и обратный проводники, замкнутые на одном конце и подсоединенные на другом к клеммам 2 и 3 устройства. Проводники выполнены из материала с малой удельной проводимостью (например, нихром) и покрыты изоляционным материалом. Индукционный измерительный преобразователь 5 включен в одну из скрученных пар.The device consists of N twisted pairs 1, terminals 2 and 3 for connecting a test current 4 to the gap, an induction measuring transducer of the Rogowski type 5, communication line 6, recorder 7. Each twisted pair 1 is a forward and reverse conductors, closed at one end and connected on the other to terminals 2 and 3 of the device. Conductors are made of low conductivity material (e.g. nichrome) and coated with insulating material. Induction measuring transducer 5 is included in one of the twisted pairs.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

С помощью клемм 2 и 3 устройство включается в разрыв исследуемого токопровода 4. Ток I в токопроводе 4 с помощью скрученных пар 1 разветвляется на N одинаковых токов in. На выходе индукционного измерительного преобразователя 5 появляется сигнал напряжения u, пропорциональный протекающему через одну скрученную пару току in. Далее этот сигнал по линии связи 6 поступает на вход регистратора 7. Для получения информации о полном токе I в токопроводе 4 зарегистрированный сигнал необходимо умножить в N раз.Using terminals 2 and 3, the device is connected to the gap of the investigated current lead 4. The current I in the current lead 4 with the help of twisted pairs 1 branches into N identical currents i n . At the output of the induction measuring transducer 5, a voltage signal u is proportional to the current i n flowing through one twisted pair. Then this signal is transmitted through the communication line 6 to the input of the recorder 7. To obtain information about the total current I in the current lead 4, the registered signal must be multiplied by N times.

Предлагаемое устройство изготовлено в войсковой части 51105. В ходе экспериментальных исследований, проведенных на высоковольтных импульсных установках войсковой части 51105, была подтверждена возможность использования устройства для измерения импульсных токов с фронтом 0,4 мкс, амплитудой 250 кА и с погрешностью не хуже 15%.The proposed device was manufactured in military unit 51105. In the course of experimental studies conducted on high-voltage pulse installations of military unit 51105, the possibility of using the device for measuring pulse currents with a front of 0.4 μs, an amplitude of 250 kA, and an error of no worse than 15% was confirmed.

Источник информацииThe source of information

1. Измерительный преобразователь переменного тока. Авторское свидетельство СССР №1541524, 1990 г.1. Measuring transducer of alternating current. USSR copyright certificate No. 1541524, 1990

Claims (2)

1. Устройство для измерения параметров импульсов тока, содержащее индукционный измерительный преобразователь, линию связи, регистратор, клеммы для подключения в разрыв исследуемого токопровода, отличающееся тем, что оно содержит N скрученных пар, представляющих собой прямой и обратный проводники, выполненных из материала с малой удельной проводимостью и покрытых изоляционным материалом, замкнутых на одном конце и подсоединенных на другом конце к клеммам устройства, при этом число N выбирают из условия1. A device for measuring the parameters of current pulses, containing an induction measuring transducer, a communication line, a recorder, terminals for connecting to the gap of the investigated current lead, characterized in that it contains N twisted pairs, representing direct and return conductors made of a material with a small specific conductivity and coated with insulating material, closed at one end and connected at the other end to the terminals of the device, while the number N is chosen from the condition
Figure 00000005
Figure 00000005
 где Imax - максимальный измеряемый ток;where I max is the maximum measured current; Iиип - верхняя граница амплитудного диапазона индукционного измерительного преобразователя,I IIP - the upper limit of the amplitude range of the induction measuring transducer, длину l скрученной пары выбирают из условия квазистационарностиthe length l of the twisted pair is chosen from the condition of quasistationary
Figure 00000006
Figure 00000006
 где с - скорость света;where c is the speed of light; τф - длительность фронта измеряемого импульса тока на уровне 0,1-0,9 от амплитудного значения,τ f - the duration of the front of the measured current pulse at the level of 0.1-0.9 of the amplitude value, сечение проводников скрученной пары s выбирают из условия их устойчивости к электротермическому воздействию токаthe cross section of the conductors of twisted pair s is chosen from the condition of their resistance to electrothermal current
Figure 00000007
Figure 00000007
 где i(t) - ток в исследуемом токопроводе, А;where i (t) is the current in the studied current lead, A; ΔT - допустимое превышение температуры проводника скрученной пары над температурой среды, град;ΔT is the permissible excess of the temperature of the conductor of a twisted pair over the temperature of the medium, deg; ρ - плотность, кг/м3;ρ is the density, kg / m 3 ; δ - удельное сопротивление материала проводника скрученной пары, Ом·м;δ is the specific resistance of the material of the conductor of the twisted pair, Ohm · m; С - удельная теплоемкость материала проводника скрученной пары, Дж/(кг·град),C is the specific heat of the material of the conductor of the twisted pair, J / (kg · deg), а индукционный измерительный преобразователь включен в одну из скрученных пар, при этом выход индукционного измерительного преобразователя через линию связи подключен к входу регистратора.and the induction measuring transducer is included in one of the twisted pairs, while the output of the induction measuring transducer through a communication line is connected to the input of the recorder. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электрические параметры и геометрические размеры всех скрученных пар идентичны.2. The device according to claim 1, characterized in that the electrical parameters and geometric dimensions of all twisted pairs are identical.
RU2005121232/28A 2005-07-07 2005-07-07 Device for measurement of current pulse parameters RU2321001C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005121232/28A RU2321001C2 (en) 2005-07-07 2005-07-07 Device for measurement of current pulse parameters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005121232/28A RU2321001C2 (en) 2005-07-07 2005-07-07 Device for measurement of current pulse parameters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2321001C2 true RU2321001C2 (en) 2008-03-27

Family

ID=39366526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005121232/28A RU2321001C2 (en) 2005-07-07 2005-07-07 Device for measurement of current pulse parameters

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2321001C2 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АРУТЮНОВ В.О. Электрические измерительные приборы и измерения. - М.(Л.): Государственное энергетическое издательство, 1958, с.413-418. *
Высоковольтное испытательное оборудование и измерения /Под ред. А.А.ВОРОБЬЕВА. - М.(Л.): Государственное энергетическое издательство, 1960, с.546-557. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1042651B1 (en) Electrode integrity checking
DK2732293T3 (en) METHOD AND DEVICE FOR MEASURING ELECTRIC CURRENTS USING A POWER TRANSFORMER
RU2009113018A (en) SENSOR, METHOD AND SYSTEM OF CURRENT CONTROL OF ELECTRIC TRANSMISSION LINES
HRP20140422T1 (en) Method and apparatus for detecting a magnetic characteristic variable in a core
CN103176051A (en) Earth/ground clamp for measuring earth resistance of electrical installations
US20110267038A1 (en) Shunt sensor and shunt sensor assembly
US2607223A (en) Apparatus for measuring rate of fluid flow
Robles et al. Identification of parameters in a Rogowski coil used for the measurement of partial discharges
RU167903U1 (en) DEVICE FOR MEASURING EARTHING RESISTANCE WITHOUT DISCONNECTING THE GROUND PROTECTING CABLE
JP3790993B2 (en) Ground resistance measuring instrument and ground resistance measuring method
RU2321001C2 (en) Device for measurement of current pulse parameters
JP2002202328A (en) Magnetic field type current sensor
TW536627B (en) Current sensor
US3365665A (en) Hall current measuring apparatus having a series resistor for temperature compensation
KR100966450B1 (en) Non-contact type current measuring apparatus
Antony et al. Suitability of Rogowski coil for DC shipboard protection
Shede et al. Leakage current sensing techniques
CN106154013B (en) A kind of compound Rogowski coil integrating resistor and its manufacturing method
RU2645900C2 (en) Measurement of the homogeneous temperature of coil by increasing resistance of the wire
RU2327977C2 (en) Device for measurement of fluid electrical conductivity
RU2518380C1 (en) Flow measurement electromagnetic method
US3292079A (en) Probe device for electric plasma measurements
US1827333A (en) High frequency wattmeter
SU153968A1 (en)
RU2422781C1 (en) Method of simulation technique of electromagnet flow metres with electrically conducting channel wall

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090708