RU2643680C1 - Method of installed ac voltage identification in conductor by closed hermetic contact - Google Patents

Method of installed ac voltage identification in conductor by closed hermetic contact Download PDF

Info

Publication number
RU2643680C1
RU2643680C1 RU2017110130A RU2017110130A RU2643680C1 RU 2643680 C1 RU2643680 C1 RU 2643680C1 RU 2017110130 A RU2017110130 A RU 2017110130A RU 2017110130 A RU2017110130 A RU 2017110130A RU 2643680 C1 RU2643680 C1 RU 2643680C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
reed switch
time
moment
conductor
Prior art date
Application number
RU2017110130A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Иванович Никитин
Марк Яковлевич Клецель
Александр Витальевич Нефтисов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ)
Priority to RU2017110130A priority Critical patent/RU2643680C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2643680C1 publication Critical patent/RU2643680C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/30—Measuring the maximum or the minimum value of current or voltage reached in a time interval

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: method for identifying a steady-state alternating current in a conductor by means of a closing reed switch and a microprocessor, in which, in the laboratory, the first closing reed switch is placed in the inductor (CI) so that their longitudinal axes coincide, then alternating current is applied to the CI, gradually increasing it to current
Figure 00000384
, where
Figure 00000385
is the smallest current in the CI at which the reed switches (contact closure) occurs,
Figure 00000386
is the current amplitude, its value
Figure 00000387
is measured, the time
Figure 00000388
of the closed state of the reed contacts from the moment of action (short-circuiting) to the moment of reset (opening) of contacts at the first measurement and the current return
Figure 00000389
, wherein the reed switch is returned to its original position, further, the current is increased to I2>I1,
Figure 00000390
is measured (
Figure 00000391
is the magnitude of the current amplitude for the second measurement) and time
Figure 00000392
from the moment of action to the reset at this measurement, then the current is increased to I3>I2,
Figure 00000393
is measured (
Figure 00000394
is the magnitude of the current amplitude for the third measurement) and time
Figure 00000395
from the moment of action to reset, then the current is increased to I4>I3 and so on, repeating previous operations before In>In-1, where
Figure 00000396
, n-1 is number of necessary measurements of time and current
Figure 00000397
and
Figure 00000398
(i= 1, 2…n), N is current multiplicity in the IC with respect to the minimum current of the reed switch
Figure 00000399
, n=30÷40, N=50÷100, then the dependence of the current amplitude in the conductor on the time of the closed state
Figure 00000400
from the moment of operation of the first reed switch to its return
Figure 00000401
is constructed, and the obtained dependence is entered in the microprocessor (in (1), where
Figure 00000402
is the current amplitude in the conductor, CSF is the current scale factor in IC at the current in the conductor, and h is the distance from the conductor to the contacts of the reed switch, ωK is the number of turns in the first IC, lk is the length of the first IC), then reed switch is at the design point close to the conductor and when it is triggered with microprocessor the time
Figure 00000403
of closed state of the reed switch is measured, and according to (1) dependence the amplitude of the
Figure 00000404
is determine, characterized in that at each i-m measurement
Figure 00000405
and
Figure 00000406
in the inductor is measured and also i-th actuating current
Figure 00000407
of reed, after all the measurements a dependency
Figure 00000408
(2) is built, the dependence (2) and
Figure 00000409
are introduced in the microprocessor, then in the laboratory in the second IC the second normally open reed switch is put so that their longitudinal axes coincide, then the AC voltage U(K2) is supplied, the angle ψ between the supplied voltage U(K2) and current
Figure 00000410
flowing in the second IC is determined, then gradually increasing U(K2) to increase of current in IC to
Figure 00000411
where
Figure 00000412
is the smallest current flowing in IC, at which the actuation of the second reed switch (contact closure) occurs,
Figure 00000413
is the current amplitude, the value of the
Figure 00000414
time of
Figure 00000415
closed state of contacts of the second reed switch from the time of action to reset (contact opening) and the reset current
Figure 00000416
at which the reed switch returns to its original position are measured, then U(K2) is increase to the increase of current in IC to
Figure 00000417
Figure 00000418
is measured, where
Figure 00000419
is the current amplitude, time
Figure 00000420
from moment of action to reset, and the actuating current
Figure 00000421
then U(K2) is increased to the increase of the current in IC to
Figure 00000422
Figure 00000423
is measured, where
Figure 00000424
is the current amplitude, time
Figure 00000425
from moment of action to reset, and the actuating current
Figure 00000426
, then U(K2) is increased to increase of current in IC to
Figure 00000427
and so on, repeating the previous operations to
Figure 00000428
, where
Figure 00000429
is the current in IC when the voltage applied U(K2)=120, k-1 is the number of required measuring of time and currents
Figure 00000430
,
Figure 00000431
and
Figure 00000432
(i=1, 2…k), k=10÷15, further the dependence of the current
Figure 00000433
amplitude and of the actuating current operation in IC from time of closed state
Figure 00000434
from the moment of action of the reed switch to the moment of its reset
Figure 00000435
is built, and the dependencies are entered,
Figure 00000436
and ψ in the microprocessor, then the first reed switch is set in close proximity to the conductor, and the second IC with the second reed switch is connected to the terminals of the secondary winding of the voltage transformer, both of the reed switches can operate in parallel, therefore, the microprocessor can simultaneously perform the following operations, with the closure of the contacts of the first reed switch installed in close proximity to the conductor, astronomical time
Figure 00000437
and
Figure 00000438
is recorded, at short-circuiting and opening of its contacts occurred, respectively, then using a microprocessor the current in the conductor
Figure 00000439
is found from the dependence (2) after
Figure 00000440
, at which the reed switch has closed contacts, the time
Figure 00000441
and
Figure 00000442
is found from formulae
Figure 00000443
and
Figure 00000444
where
Figure 00000445
and
Figure 00000446
are the time intervals from the transition of the sinusoid through zero to triggering and from the moment of reset until the next transition through zero, respectively, then the astronomical time of transition of the current sinusoid through zero by the formula
Figure 00000447
is determined, at the actuation of the second reed switch with a microprocessor astronomical time
Figure 00000448
is recorded, the time
Figure 00000449
of closed state of the reed switch is measured, upon opening the second reed switch contacts in IC with a microprocessor astronomical time
Figure 00000450
is recorded and after dependencies (3) the current amplitude
Figure 00000451
and of the actuating current
Figure 00000452
values are determined, then the time
Figure 00000453
and
Figure 00000454
is found of formulae
Figure 00000455
and
Figure 00000456
where
Figure 00000457
and
Figure 00000458
are the time intervals from the transition of the sinusoid through zero to triggering and from the moment of reset until the next transition through zero, respectively, and the astronomical time of transition of the current sinusoid through zero in the second IC is determined by the formula
Figure 00000459
then the transition of a voltage sinusoid through zero is defined by the formula
Figure 00000460
this time is remembered until the determination of the next transition of voltage through zero, then using a microprocessor phase of steady-state AC current in the conductor is determined relative to the voltage according to the formula
Figure 00000461
EFFECT: expansion of the field of use due to the determination of the phase of the steady-state alternating current by fixing the astronomical time of action and reset moments of reed switches, determining the moments of transition of the current and the voltage sinusoid through zero used as the reference point.
2 dwg
КПР - CSF
Figure 00000440
:
СР –
П –
Figure 00000462
:
К –
В –
Figure 00000461
:
М –
А –

Description

Изобретение относится к энергетике, а именно к электроэнергетическим системам, и может быть использовано для построения микропроцессорных устройств защиты от коротких замыканий.The invention relates to energy, namely to electric power systems, and can be used to build microprocessor-based devices for protection against short circuits.

Известен способ измерения тока с помощью геркона, расположенного вблизи проводника [RU 2377579 С2, G01R 19/30, опубл. 27.12.2009], при котором измеряют время t 1 между моментами замыкания и размыкания контактов геркона и определяют амплитуду Im расчетным путем, располагают n-1 герконов вблизи проводника так, чтобы i-й геркон замыкал контакты при токе Ii в проводнике и выполнялось условие Ii<Ii+1, где I=1, 2, …n, подсчитывают число k сработавших герконов и приблизительно определяют кратность К' тока в проводнике к току Ii срабатывания первого геркона, подставляя токи срабатывания первого, k-го и k+1-го герконов в формулу:A known method of measuring current using a reed switch located near the conductor [RU 2377579 C2, G01R 19/30, publ. 12/27/2009], in which the time t 1 is measured between the moments of closing and opening the contacts of the reed switch and the amplitude Im is calculated, the n-1 reed switches are located near the conductor so that the ith reed switch closes the contacts at a current Ii in the conductor and condition I i <I i + 1 , where I = 1, 2, ... n, the number k of operated reed switches is calculated and the multiplicity K 'of the current in the conductor is approximately determined by the operation current I i of the first reed switch, substituting the operation currents of the first, k-th and k + 1st reed switch in the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Ik, (Ik+1) - ток срабатывания k-го и (k+1-го) герконов, находят tIcp при К=К' по зависимости tСР=f(K) собственного времени срабатывания (замыкания контактов) первого геркона от кратности тока в проводнике к току срабатывания первого геркона и вычисляют точное значение амплитуды Im по формуле:where I k , (I k + 1 ) is the operation current of the k-th and (k + 1-st) reed switches, find tIcp at K = K 'according to the dependence t CP = f (K) of the proper operation time (contact closure) of the first reed switch from the multiplicity of current in the conductor to the response current of the first reed switch and calculate the exact value of the amplitude Im by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где I1, (IРАЗМ) - ток в проводнике, при котором контакты первого геркона замыкаются (размыкаются), ω - угловая частота тока.where I 1 , (I SIZE ) is the current in the conductor at which the contacts of the first reed switch close (open), ω is the angular frequency of the current.

Однако для функционирования этого способа необходимы n-1 герконов, что снижает надежность устройства, его реализующего.However, the functioning of this method requires n-1 reed switches, which reduces the reliability of the device that implements it.

Наиболее близким к предлагаемому является способ идентификации установившегося переменного тока в проводнике с помощью замыкающего геркона [Жантлесова А.Б., Клецель М.Я., Майшев П.Н., Нефтисов А.В. Идентификация установившегося тока короткого замыкания с помощью герконов. Электротехника. №4. 2014. - С. 28-34], выбранный в качестве прототипа, при котором в лабораторных условиях в катушку индуктивности (КИ) размещают первый замыкающий геркон так, чтобы их продольные оси совпадали, затем в КИ подают переменный ток, постепенно увеличивая его до тока

Figure 00000003
где
Figure 00000004
- наименьший ток в КИ, при котором происходит срабатывание геркона (замыкание контактов),
Figure 00000005
- амплитуда тока, измеряют величину
Figure 00000006
время
Figure 00000007
замкнутого состояния контактов геркона от момента срабатывания (замыкания) до момента возврата (размыкания) контактов при первом измерении и ток
Figure 00000008
возврата, при котором геркон возвращается в исходное положение, далее увеличивают ток до I 2>I 1, измеряют
Figure 00000009
(
Figure 00000010
- величина амплитуды тока при втором измерении) и время
Figure 00000011
от момента срабатывания до возврата при этом измерении, затем увеличивают ток до I 3>I 2, измеряют
Figure 00000012
(
Figure 00000013
- величина амплитуды тока при третьем измерении) и время
Figure 00000014
от момента срабатывания до возврата, затем увеличивают ток до I 4>I 3 и так далее, повторяя предыдущие операции до In>In -1, где
Figure 00000015
n-1 - количество необходимых измерений времени и тока
Figure 00000016
и
Figure 00000017
(i=1, 2…n), N - кратность тока в КИ по отношению к минимальному току срабатывания геркона
Figure 00000018
n=30÷40, N=50÷100, далее строят зависимость амплитуды тока в проводнике от времени замкнутого состояния
Figure 00000019
от момента срабатывания первого геркона до его возвратаClosest to the proposed one is a method for identifying a steady alternating current in a conductor using a closing reed switch [Zhantlesova AB, Kletsel M.Ya., Mayshev PN, Neftisov AV Identification of steady-state short circuit current using reed switches. Electrical Engineering Number 4. 2014. - S. 28-34], selected as a prototype, in which, in laboratory conditions, the first closing reed switch is placed in the inductor (KI) so that their longitudinal axes coincide, then an alternating current is supplied to the KI, gradually increasing it to current
Figure 00000003
Where
Figure 00000004
- the smallest current in the KI at which the reed switch is triggered (contact closure),
Figure 00000005
- current amplitude, measure
Figure 00000006
time
Figure 00000007
the closed state of the contacts of the reed switch from the moment of operation (closure) to the moment of return (opening) of the contacts during the first measurement and current
Figure 00000008
return, in which the reed switch returns to its original position, then increase the current to I 2 > I 1 , measure
Figure 00000009
(
Figure 00000010
is the magnitude of the current amplitude in the second measurement) and time
Figure 00000011
from the moment of operation to return in this measurement, then increase the current to I 3 > I 2 , measure
Figure 00000012
(
Figure 00000013
is the magnitude of the current amplitude in the third measurement) and time
Figure 00000014
from the moment of operation to return, then increase the current to I 4 > I 3 and so on, repeating the previous operations to In > In -1 , where
Figure 00000015
n -1 - the number of required measurements of time and current
Figure 00000016
and
Figure 00000017
( i = 1, 2 ... n ), N is the current multiplicity in KI with respect to the minimum operating current of the reed switch
Figure 00000018
n = 30 ÷ 40, N = 50 ÷ 100, then build the dependence of the current amplitude in the conductor on the time of the closed state
Figure 00000019
from the moment of operation of the first reed switch to its return

Figure 00000020
Figure 00000020

и вводят полученную зависимость в микропроцессор (в (1), где

Figure 00000021
- амплитуда тока в проводнике, КПР - коэффициент пересчета тока в КИ на ток в проводнике), далее устанавливают геркон в расчетной точке вблизи проводника и при его срабатывании с помощью микропроцессора измеряют время
Figure 00000022
замкнутого состояния геркон и по зависимости (1) определяют величину амплитуды
Figure 00000023
and the resulting dependence is introduced into the microprocessor (in (1), where
Figure 00000021
- the amplitude of the current in the conductor, CRC - the conversion factor of the current in the CI to the current in the conductor), then set the reed switch at the calculated point near the conductor and when it is triggered using a microprocessor measure the time
Figure 00000022
closed state of the reed switch and the dependence (1) determine the magnitude of the amplitude
Figure 00000023

Недостатком этого способа является ограниченная область использования, так как он позволяет определять только величину установившегося переменного тока в проводнике.The disadvantage of this method is the limited area of use, since it allows you to determine only the value of the steady-state alternating current in the conductor.

Задачей изобретения является расширение области использования за счет определения фазы установившегося переменного тока в проводнике путем фиксации астрономического времени моментов срабатываний и возвратов герконов, определения моментов перехода через ноль синусоиды тока и напряжения, используемого в качестве точки отсчета.The objective of the invention is to expand the field of use by determining the phase of the steady-state alternating current in the conductor by fixing the astronomical time of the moments of operation and return of the reed switches, determining the moments of transition through zero of the sinusoid current and voltage used as a reference point.

Это достигается тем, что в способе идентификации установившегося переменного тока в проводнике с помощью замыкающего геркона, заключающемся в том, что в лабораторных условиях в катушку индуктивности (КИ) размещают первый замыкающий геркон так, чтобы их продольные оси совпадали, затем в КИ подают переменный ток, постепенно увеличивая его до тока

Figure 00000024
где
Figure 00000025
- наименьший ток в КИ, при котором происходит срабатывание геркона (замыкание контактов),
Figure 00000026
- амплитуда тока, измеряют его величину
Figure 00000027
время
Figure 00000028
замкнутого состояния контактов геркона от момента срабатывания (замыкания) до момента возврата (размыкания) контактов при первом измерении и ток
Figure 00000029
возврата, при котором геркон возвращается в исходное положение, далее увеличивают ток до I 2>I 1, измеряют
Figure 00000030
(
Figure 00000031
- величина амплитуды тока при втором измерении) и время
Figure 00000032
от момента срабатывания до возврата при этом измерении, затем увеличивают ток до I 3>I 2, измеряют
Figure 00000033
(
Figure 00000034
- величина амплитуды тока при третьем измерении) и время
Figure 00000035
от момента срабатывания до возврата, затем увеличивают ток до I 4>I 3 и так далее, повторяя предыдущие операции до In>In -1, где
Figure 00000036
n-1 - количество необходимых измерений времени и тока
Figure 00000037
и
Figure 00000038
(i=1, 2…n), N - кратность тока в КИ по отношению к минимальному току срабатывания геркона
Figure 00000039
n=30÷40, N=50÷100, далее строят зависимость амплитуды тока в проводнике от времени замкнутого состояния
Figure 00000040
от момента срабатывания первого геркона до его возвратаThis is achieved by the fact that in the method of identifying the steady-state alternating current in the conductor with the help of a closing reed switch, which consists in the fact that in laboratory conditions the first closing reed switch is placed in the inductor (KI) so that their longitudinal axes coincide, then an alternating current is supplied to the KI gradually increasing it to current
Figure 00000024
Where
Figure 00000025
- the smallest current in the KI at which the reed switch is triggered (contact closure),
Figure 00000026
- current amplitude, measure its value
Figure 00000027
time
Figure 00000028
the closed state of the contacts of the reed switch from the moment of operation (closure) to the moment of return (opening) of the contacts during the first measurement and current
Figure 00000029
return, in which the reed switch returns to its original position, then increase the current to I 2 > I 1 , measure
Figure 00000030
(
Figure 00000031
is the magnitude of the current amplitude in the second measurement) and time
Figure 00000032
from the moment of operation to return in this measurement, then increase the current to I 3 > I 2 , measure
Figure 00000033
(
Figure 00000034
is the magnitude of the current amplitude in the third measurement) and time
Figure 00000035
from the moment of operation to return, then increase the current to I 4 > I 3 and so on, repeating the previous operations to In > In -1 , where
Figure 00000036
n -1 - the number of required measurements of time and current
Figure 00000037
and
Figure 00000038
( i = 1, 2 ... n ), N is the current multiplicity in KI with respect to the minimum operating current of the reed switch
Figure 00000039
n = 30 ÷ 40, N = 50 ÷ 100, then build the dependence of the current amplitude in the conductor on the time of the closed state
Figure 00000040
from the moment of operation of the first reed switch to its return

Figure 00000041
Figure 00000041

и вводят полученную зависимость в микропроцессор (в (1), где

Figure 00000042
- амплитуда тока в проводнике, КПР - коэффициент пересчета тока в КИ на ток в проводнике, h - расстояние от проводника до контактов геркона, ωК - количество витков в первой КИ,
Figure 00000043
- длина первой КИ), далее устанавливают геркон в расчетной точке вблизи проводника и при его срабатывании с помощью микропроцессора измеряют время
Figure 00000044
замкнутого состояния геркона и по зависимости (1) определяют величину амплитуды
Figure 00000045
and the resulting dependence is introduced into the microprocessor (in (1), where
Figure 00000042
is the amplitude of the current in the conductor, CRC is the conversion factor of the current in the CI to the current in the conductor, h is the distance from the conductor to the contacts of the reed switch, ω K is the number of turns in the first CI,
Figure 00000043
- the length of the first KI), then set the reed switch at the calculated point near the conductor and when it is triggered using a microprocessor, measure the time
Figure 00000044
closed state of the reed switch and the dependence (1) determine the magnitude of the amplitude
Figure 00000045

Согласно изобретению при каждом i-м измерении

Figure 00000046
и
Figure 00000047
в катушке индуктивности измеряют еще и i-й ток срабатывания
Figure 00000048
геркона, по окончании всех измерений строят зависимостьAccording to the invention, at every ith measurement
Figure 00000046
and
Figure 00000047
in the inductor measure the i- th operation current
Figure 00000048
reed switch, at the end of all measurements build a relationship

Figure 00000049
Figure 00000049

вводят зависимость (2) и

Figure 00000050
в микропроцессор, затем в лабораторных условиях во второй КИ размещают второй замыкающий геркон так, чтобы их продольные оси совпадали, затем в КИ подают переменное напряжение U ( K 2), определяют угол ψ между подаваемым напряжением U ( K 2) и током
Figure 00000051
протекающим во второй КИ, далее, постепенно увеличивая U ( K 2) до увеличения тока в КИ до
Figure 00000052
где
Figure 00000053
- наименьший ток, протекающий в КИ, при котором происходит срабатывание второго геркона (замыкание контактов),
Figure 00000054
- амплитуда тока, измеряют величину
Figure 00000055
время
Figure 00000056
замкнутого состояния контактов второго геркона от момента срабатывания до момента возврата (размыкания контактов) и ток
Figure 00000057
возврата, при котором геркон возвращается в исходное положение, далее увеличивают U ( K 2) до увеличения тока в КИ до
Figure 00000058
измеряют
Figure 00000059
где
Figure 00000060
- величина амплитуды тока, время
Figure 00000061
от момента срабатывания до возврата, и ток срабатывания
Figure 00000062
затем увеличивают U ( K 2) до увеличения тока в КИ до
Figure 00000063
измеряют
Figure 00000064
где
Figure 00000065
- величина амплитуды тока, время
Figure 00000066
от момента срабатывания до возврата, и ток срабатывания
Figure 00000067
затем увеличивают U ( K 2) до увеличения тока в КИ до
Figure 00000068
и так далее, повторяя предыдущие операции до
Figure 00000069
где
Figure 00000070
- ток в КИ при поданном напряжении U ( K 2)=120 В, k-1 - количество необходимых измерений времени и токов
Figure 00000071
Figure 00000072
и
Figure 00000073
(i=1, 2…k), k=10÷15, далее строят зависимости величин амплитуды тока
Figure 00000074
и тока срабатывания
Figure 00000075
в КИ от времени замкнутого состояния
Figure 00000076
от момента срабатывания геркона до момента его возвратаintroduce dependence (2) and
Figure 00000050
into the microprocessor, then, in laboratory conditions, a second closing reed switch is placed in the second KI so that their longitudinal axes coincide, then an alternating voltage U ( K 2) is supplied to the KI, the angle ψ between the supplied voltage U ( K 2) and the current is determined
Figure 00000051
flowing in the second KI, then, gradually increasing U ( K 2) until the current in the KI increases to
Figure 00000052
Where
Figure 00000053
- the smallest current flowing in the KI, at which the second reed switch is triggered (contact closure),
Figure 00000054
- current amplitude, measure
Figure 00000055
time
Figure 00000056
the closed state of the contacts of the second reed switch from the moment of operation to the moment of return (opening of contacts) and current
Figure 00000057
return, in which the reed switch returns to its original position, then increase U ( K 2) until the current in the KI increases to
Figure 00000058
measure
Figure 00000059
Where
Figure 00000060
- magnitude of current amplitude, time
Figure 00000061
from the moment of operation to return, and the operation current
Figure 00000062
then increase U ( K 2) to increase the current in KI to
Figure 00000063
measure
Figure 00000064
Where
Figure 00000065
- magnitude of current amplitude, time
Figure 00000066
from the moment of operation to return, and the operation current
Figure 00000067
then increase U ( K 2) to increase the current in KI to
Figure 00000068
and so on, repeating the previous operations until
Figure 00000069
Where
Figure 00000070
- current in KI at the applied voltage U ( K 2) = 120 V, k -1 - the number of necessary measurements of time and currents
Figure 00000071
Figure 00000072
and
Figure 00000073
( i = 1, 2 ... k ), k = 10 ÷ 15, then build the dependence of the current amplitude
Figure 00000074
and tripping current
Figure 00000075
in CI from closed time
Figure 00000076
from the moment the reed switch is triggered until its return

Figure 00000077
Figure 00000077

и вводят полученные зависимости,

Figure 00000078
и ψ в микропроцессор, далее устанавливают первый геркон вблизи проводника, а вторую КИ со вторым герконом подключают к выводам вторичной обмотки трансформатора напряжения, оба геркона могут срабатывать параллельно, поэтому микропроцессор одновременно может выполнять следующие операции, при замыкании контактов первого геркона, установленного вблизи проводника, фиксируют астрономическое время
Figure 00000079
и
Figure 00000080
, при котором произошло замыкание и размыкание его контактов, соответственно, затем с помощью микропроцессора из зависимости (2) по
Figure 00000081
находят ток в проводнике
Figure 00000082
при котором геркон замкнул контакты, находят время
Figure 00000083
и
Figure 00000084
из формул
Figure 00000085
и
Figure 00000086
где
Figure 00000087
и
Figure 00000088
- промежутки времени от перехода синусоиды через ноль до срабатывания и от момента возврата до следующего перехода через ноль, соответственно, затем определяют астрономическое время перехода синусоиды тока через ноль по формулеand introduce the resulting dependencies,
Figure 00000078
and ψ in the microprocessor, then the first reed switch is installed near the conductor, and the second KI with the second reed switch is connected to the terminals of the secondary winding of the voltage transformer, both reed switches can operate in parallel, so the microprocessor can simultaneously perform the following operations when closing the contacts of the first reed switch installed near the conductor, record astronomical time
Figure 00000079
and
Figure 00000080
, at which there was a closure and opening of its contacts, respectively, then using a microprocessor from dependence (2)
Figure 00000081
find current in the conductor
Figure 00000082
at which the reed switch closed the contacts, find the time
Figure 00000083
and
Figure 00000084
from formulas
Figure 00000085
and
Figure 00000086
Where
Figure 00000087
and
Figure 00000088
- the time intervals from the transition of the sinusoid through zero to the operation and from the moment of return to the next transition through zero, respectively, then determine the astronomical time of the transition of the sinusoid of the current through zero by the formula

Figure 00000089
Figure 00000089

при срабатывании второго геркона с помощью микропроцессора фиксируют астрономическое время

Figure 00000090
измеряют время
Figure 00000091
замкнутого состояния геркона, при размыкании контактов второго геркона в КИ с помощью микропроцессора фиксируют астрономическое время
Figure 00000092
и по зависимостям (3) определяют величины амплитуды тока
Figure 00000093
и тока срабатывания
Figure 00000094
затем находят время
Figure 00000095
и
Figure 00000096
из формул
Figure 00000097
и
Figure 00000098
где
Figure 00000099
и
Figure 00000100
- промежутки времени от перехода синусоиды через ноль до срабатывания и от момента возврата до следующего перехода через ноль, соответственно, и определяют астрономическое время перехода синусоиды тока во второй КИ через ноль по формулеwhen the second reed switch is triggered using a microprocessor, astronomical time is recorded
Figure 00000090
measure time
Figure 00000091
closed state of the reed switch, when the contacts of the second reed switch are opened in the CI with the help of a microprocessor, astronomical time is recorded
Figure 00000092
and the dependences (3) determine the magnitude of the current amplitude
Figure 00000093
and tripping current
Figure 00000094
then find time
Figure 00000095
and
Figure 00000096
from formulas
Figure 00000097
and
Figure 00000098
Where
Figure 00000099
and
Figure 00000100
- the time intervals from the transition of the sinusoid through zero to the operation and from the moment of return to the next transition through zero, respectively, and determine the astronomical time of the transition of the sinusoid of the current to the second CI through zero by the formula

Figure 00000101
Figure 00000101

далее определяют переход синусоиды напряжения через ноль по формулеfurther determine the transition of the sinusoidal voltage through zero by the formula

Figure 00000102
Figure 00000102

запоминают это время до определения момента следующего перехода напряжения через ноль, затем определяют с помощью микропроцессора фазу установившегося переменного тока в проводнике относительно напряжения по формулеremember this time until the moment of the next voltage transition through zero is determined, then the phase of the steady-state alternating current in the conductor relative to the voltage is determined using a microprocessor according to the formula

Figure 00000103
Figure 00000103

Предлагаемый способ идентификации переменного тока в проводнике с помощью замыкающего геркона, в отличие от прототипа, позволяет за счет фиксации астрономического времени моментов срабатываний и возвратов герконов и определения моментов перехода синусоид тока и напряжения через ноль расширить область использования путем определения фазы установившегося переменного тока.The proposed method for identifying alternating current in a conductor using a closing reed switch, in contrast to the prototype, allows us to expand the area of use by determining the phase of steady-state alternating current by fixing the astronomical time of the actuation and return of the reed switches and determining the moments of transition of a sinusoid current and voltage through zero.

На фиг. 1 представлено устройство, реализующее заявляемый способ.In FIG. 1 presents a device that implements the inventive method.

На фиг. 2 представлены полуволны синусоид идентифицируемого установившегося переменного тока и напряжения, используемого в качестве опорного сигнала, на которых отмечены моменты срабатываний и возвратов герконов, когда замыкаются и размыкаются нормально разомкнутые контакты герконов, показана временная шкала, на которой отмечены все измеряемые промежутки времени, фиксируемые и определяемые моменты, необходимые для идентификации установившегося переменного тока.In FIG. Figure 2 shows the half-waves of a sinewave of the identified steady-state alternating current and voltage used as a reference signal, on which the moments of operation and return of the reed switches are marked, when the normally open contacts of the reed switches are closed and opened, a time scale is shown on which all measured time intervals are recorded, fixed and determined moments needed to identify steady-state alternating current.

Способ идентификации установившегося переменного тока в проводнике с помощью замыкающего геркона и микропроцессора может быть реализован посредством устройства (фиг. 1), в котором вблизи проводника 1 с переменным током расположен первый геркон 2 на безопасном расстоянии от него. К трансформатору напряжения 3 подключена обмотка 4 управления (катушка индуктивности) с расположенным внутри нее вторым герконом 5. Герконы 2 и 4 подключены через антидребезговые схемы 6 и 7 к микропроцессору 8, соответственно, к которому подключен дисплей 9.A method for identifying steady-state alternating current in a conductor using a closing reed switch and a microprocessor can be implemented using a device (Fig. 1), in which near the conductor 1 with alternating current the first reed switch 2 is located at a safe distance from it. A control winding 4 (inductance coil) with a second reed switch 5 located inside it is connected to a voltage transformer 3. Reed switches 2 and 4 are connected via an anti-bounce circuit 6 and 7 to a microprocessor 8, respectively, to which a display 9 is connected.

В качестве герконов 2 и 5 могут быть использованы герконы МКА-10110. Обмотка 4 управления может быть взята с реле РП-25. Антидребезговые схемы 6 и 7 собраны из схем логики К155ЛА3. В качестве микропроцессора 8 может быть использован микроконтроллер на базе ATmega328. В качестве дисплея 9 (Д) использован LCD дисплей WH1602D-YGH-CTK.As reed switches 2 and 5, reed switches MKA-10110 can be used. The control winding 4 can be taken from the relay RP-25. Anti-bounce circuits 6 and 7 are assembled from K155LA3 logic circuits. As a microprocessor 8, a microcontroller based on ATmega328 can be used. As display 9 (D) used LCD display WH1602D-YGH-CTK.

Устройство работает следующим образом. До установки геркона вблизи проводника с переменным током в лабораторных условиях в катушку индуктивности (КИ) размещают первый замыкающий геркон так, чтобы их продольные оси совпадали, затем в КИ подают переменный ток, постепенно увеличивая его до тока

Figure 00000104
измеряют величину
Figure 00000105
ток срабатывания
Figure 00000106
геркона, время
Figure 00000107
замкнутого состояния контактов геркона от момента срабатывания (замыкания) до момента возврата (размыкания) контактов и ток
Figure 00000108
возврата, при котором геркон возвращается в исходное положение, где
Figure 00000109
- наименьший ток в КИ, при котором происходит срабатывание геркона (замыкание контактов),
Figure 00000110
- амплитуда тока, далее увеличивают ток до I 2>I 1, измеряют
Figure 00000111
(
Figure 00000112
- величина амплитуды тока), ток срабатывания
Figure 00000113
геркона, и время
Figure 00000114
от момента срабатывания до возврата, затем увеличивают ток до I 3>I 2, измеряют
Figure 00000115
(
Figure 00000116
- величина амплитуды тока), ток срабатывания
Figure 00000117
геркона, и время
Figure 00000118
от момента срабатывания до возврата, затем увеличивают ток до I 4>I 3 и так далее, повторяя предыдущие операции до In>In -1, где
Figure 00000119
n-1 - количество необходимых измерений времени и токов
Figure 00000120
Figure 00000121
и
Figure 00000122
(i=1, 2…n), N - кратность тока в КИ по отношению к минимальному току срабатывания геркона
Figure 00000123
n=30÷40, N=50÷100, далее строят зависимость амплитуды тока в проводнике от времени замкнутого состояния
Figure 00000124
от момента срабатывания геркона до его возвратаThe device operates as follows. Before installing a reed switch near an AC conductor under laboratory conditions, the first closing reed switch is placed in the inductor (KI) so that their longitudinal axes coincide, then an alternating current is supplied to the KI, gradually increasing it to current
Figure 00000104
measure the value
Figure 00000105
tripping current
Figure 00000106
reed switch time
Figure 00000107
the closed state of the contacts of the reed switch from the moment of operation (closure) to the moment of return (opening) of the contacts and current
Figure 00000108
return, in which the reed switch returns to its original position, where
Figure 00000109
- the smallest current in the KI at which the reed switch is triggered (contact closure),
Figure 00000110
- the amplitude of the current, then increase the current to I 2 > I 1 , measure
Figure 00000111
(
Figure 00000112
- magnitude of current amplitude), trip current
Figure 00000113
reed switch and time
Figure 00000114
from the moment of operation to return, then increase the current to I 3 > I 2 , measure
Figure 00000115
(
Figure 00000116
- magnitude of current amplitude), trip current
Figure 00000117
reed switch and time
Figure 00000118
from the moment of operation to return, then increase the current to I 4 > I 3 and so on, repeating the previous operations to In > In -1 , where
Figure 00000119
n -1 - the number of required measurements of time and currents
Figure 00000120
Figure 00000121
and
Figure 00000122
( i = 1, 2 ... n ), N is the current multiplicity in KI with respect to the minimum operating current of the reed switch
Figure 00000123
n = 30 ÷ 40, N = 50 ÷ 100, then build the dependence of the current amplitude in the conductor on the time of the closed state
Figure 00000124
from the moment the reed switch is triggered until its return

Figure 00000125
Figure 00000125

строят зависимость значения тока срабатывания от времени замкнутого состояния

Figure 00000126
от момента срабатывания геркона до его возвратаbuild the dependence of the value of the response current from the time of the closed state
Figure 00000126
from the moment the reed switch is triggered until its return

Figure 00000127
Figure 00000127

дополнительно в лабораторных условиях во второй КИ размещают второй замыкающий геркон так, чтобы их продольные оси совпадали, затем в КИ подают переменное напряжение U ( K 2), определяют угол ψ между подаваемым напряжением и током, протекающим в КИ, далее постепенно увеличивая U ( K 2) до увеличения тока в КИ до

Figure 00000128
где
Figure 00000129
- наименьший ток, протекающий в КИ, при котором происходит срабатывание второго геркона (замыкание контактов),
Figure 00000130
- амплитуда тока, измеряют величину
Figure 00000131
время
Figure 00000132
замкнутого состояния контактов второго геркона, т.е. от момента срабатывания до момента возврата (размыкания контактов), и ток
Figure 00000133
при котором геркон возвращается в исходное положение. Далее увеличивают U ( K 2) до увеличения тока в КИ до
Figure 00000134
измеряют
Figure 00000135
где
Figure 00000136
- величина амплитуды тока, время
Figure 00000137
от момента срабатывания до возврата и ток срабатывания
Figure 00000138
затем увеличивают U ( K 2) до увеличения тока в КИ до
Figure 00000139
измеряют
Figure 00000140
где
Figure 00000141
- величина амплитуды тока, время
Figure 00000142
от момента срабатывания до возврата и ток срабатывания
Figure 00000143
затем увеличивают U ( K 2) до увеличения тока в КИ до
Figure 00000144
и так далее, повторяя предыдущие операции до
Figure 00000145
где
Figure 00000146
- ток в КИ при поданном напряжении U ( K 2)=120 В, k-1 - количество необходимых измерений времени и токов
Figure 00000147
Figure 00000148
Figure 00000149
и
Figure 00000150
(i=1, 2…k), k=10÷15, далее строят зависимости величин амплитуды тока
Figure 00000151
и тока срабатывания
Figure 00000152
в КИ от времени замкнутого состояния
Figure 00000153
от момента срабатывания геркона до его возвратаadditionally, in laboratory conditions, a second closing reed switch is placed in the second CI so that their longitudinal axes coincide, then an alternating voltage U ( K 2) is applied to the CI, the angle ψ between the applied voltage and the current flowing in the CI is determined, then gradually increasing U ( K 2) to increase the current in the KI to
Figure 00000128
Where
Figure 00000129
- the smallest current flowing in the KI, at which the second reed switch is triggered (contact closure),
Figure 00000130
- current amplitude, measure
Figure 00000131
time
Figure 00000132
the closed state of the contacts of the second reed switch, i.e. from the moment of operation to the moment of return (opening of contacts), and current
Figure 00000133
at which the reed switch returns to its original position. Then increase U ( K 2) to increase the current in the KI to
Figure 00000134
measure
Figure 00000135
Where
Figure 00000136
- magnitude of current amplitude, time
Figure 00000137
from operation to return and operation current
Figure 00000138
then increase U ( K 2) to increase the current in KI to
Figure 00000139
measure
Figure 00000140
Where
Figure 00000141
- magnitude of current amplitude, time
Figure 00000142
from operation to return and operation current
Figure 00000143
then increase U ( K 2) to increase the current in KI to
Figure 00000144
and so on, repeating the previous operations until
Figure 00000145
Where
Figure 00000146
- current in KI at the applied voltage U ( K 2) = 120 V, k -1 - the number of necessary measurements of time and currents
Figure 00000147
Figure 00000148
Figure 00000149
and
Figure 00000150
( i = 1, 2 ... k ), k = 10 ÷ 15, then build the dependence of the current amplitude
Figure 00000151
and tripping current
Figure 00000152
in CI from closed time
Figure 00000153
from the moment the reed switch is triggered until its return

Figure 00000154
Figure 00000154

вводят полученные зависимости в (1), (2), (3),

Figure 00000155
ψ,
Figure 00000156
в микропроцессор, в (1)
Figure 00000157
- амплитуда тока в проводнике, КПР - коэффициент пересчета тока в КИ на ток в проводнике, в (2)
Figure 00000158
- значение тока срабатывания геркона, расположенного вблизи проводника,
Figure 00000159
- значение тока возврата геркона, расположенного вблизи проводника.the obtained dependencies are introduced into (1), (2), (3),
Figure 00000155
ψ,
Figure 00000156
to microprocessor, in (1)
Figure 00000157
is the amplitude of the current in the conductor, CRC is the coefficient for converting the current in CI to the current in the conductor, in (2)
Figure 00000158
- the value of the operating current of the reed switch located near the conductor,
Figure 00000159
- the value of the return current of the reed switch located near the conductor.

Далее устанавливают первый геркон вблизи проводника, а вторую КИ со вторым герконом подключают к выводам вторичной обмотки трансформатора напряжения, оба геркона могут срабатывать параллельно, поэтому микропроцессор должен уметь одновременно выполнять следующие операции, при замыкании контактов геркона, установленного вблизи проводника, фиксируют астрономическое время

Figure 00000160
и
Figure 00000161
, при котором произошло замыкание и размыкание его контактов, соответственно, затем с помощью микропроцессора по
Figure 00000162
находят из зависимости (1) величину амплитуды
Figure 00000163
а из зависимости (2) по
Figure 00000164
находят ток в проводнике
Figure 00000165
при котором геркон замкнул контакты, находят время
Figure 00000166
и
Figure 00000167
из формул
Figure 00000168
и
Figure 00000169
где
Figure 00000170
и
Figure 00000171
- промежутки времени от перехода синусоиды через ноль до срабатывания и от момента возврата до следующего перехода через ноль, соответственно, затем определяют астрономическое время перехода синусоиды тока через ноль по формулеNext, the first reed switch is installed near the conductor, and the second KI with the second reed switch is connected to the terminals of the secondary winding of the voltage transformer, both reed switches can operate in parallel, so the microprocessor must be able to simultaneously perform the following operations, when the contacts of the reed switch installed near the conductor are closed, astronomical time is fixed
Figure 00000160
and
Figure 00000161
at which there was a closure and opening of its contacts, respectively, then using a microprocessor in
Figure 00000162
find from the dependence (1) the magnitude of the amplitude
Figure 00000163
and from dependence (2) by
Figure 00000164
find current in the conductor
Figure 00000165
at which the reed switch closed the contacts, find the time
Figure 00000166
and
Figure 00000167
from formulas
Figure 00000168
and
Figure 00000169
Where
Figure 00000170
and
Figure 00000171
- the time intervals from the transition of the sinusoid through zero to the operation and from the moment of return to the next transition through zero, respectively, then determine the astronomical time of the transition of the sinusoid of the current through zero by the formula

Figure 00000172
Figure 00000172

при срабатывании второго геркона с помощью микропроцессора фиксируют астрономическое время

Figure 00000173
измеряют время
Figure 00000174
замкнутого состояния геркона, при размыкании контактов геркона в КИ с помощью микропроцессора фиксируют астрономическое время
Figure 00000175
и по зависимостям (3) определяют величину амплитуды тока
Figure 00000176
тока срабатывания
Figure 00000177
затем находят время
Figure 00000178
и
Figure 00000179
из формул
Figure 00000180
и
Figure 00000181
где
Figure 00000182
и
Figure 00000183
- промежутки времени от перехода синусоиды через ноль до срабатывания и от момента возврата до следующего перехода через ноль, соответственно, и определяют астрономическое время перехода синусоиды тока в КИ через ноль по формулеwhen the second reed switch is triggered using a microprocessor, astronomical time is recorded
Figure 00000173
measure time
Figure 00000174
closed state of the reed switch, when opening the contacts of the reed switch in CI with the help of a microprocessor, astronomical time is recorded
Figure 00000175
and the dependences (3) determine the magnitude of the current amplitude
Figure 00000176
tripping current
Figure 00000177
then find time
Figure 00000178
and
Figure 00000179
from formulas
Figure 00000180
and
Figure 00000181
Where
Figure 00000182
and
Figure 00000183
- the time intervals from the transition of the sinusoid through zero to the operation and from the moment of return to the next transition through zero, respectively, and determine the astronomical time of the transition of the sinusoid of the current in the CI through zero by the formula

Figure 00000184
Figure 00000184

далее определяют переход синусоиды напряжения через ноль по формулеfurther determine the transition of the sinusoidal voltage through zero by the formula

Figure 00000185
Figure 00000185

запоминают это время до определения момента следующего перехода напряжения через ноль, далее определяют с помощью микропроцессора фазу установившегося переменного тока относительно напряжения по формулеremember this time until the moment of the next voltage transition through zero is determined, then the phase of the steady-state alternating current relative to the voltage is determined using a microprocessor according to the formula

Figure 00000186
Figure 00000186

Рассмотрим конкретный пример с расчетом. После установки первого геркона вблизи проводника (фаза А) и подключения второй КИ со вторым герконом к выводам вторичной обмотки трансформатора напряжения (напряжение ВС) микропроцессор параллельно выполняет операции по обоим герконам. При замыкании контактов первого геркона, установленного вблизи проводника, фиксируют астрономическое время

Figure 00000187
и
Figure 00000188
, при котором произошло замыкание и размыкание его контактов, соответственно, затем с помощью микропроцессора по
Figure 00000189
находят из зависимости
Figure 00000190
величину амплитуды
Figure 00000191
при этом коэффициент пересчета равен
Figure 00000192
Consider a specific example with the calculation. After installing the first reed switch near the conductor (phase A) and connecting the second KI with the second reed switch to the terminals of the secondary winding of the voltage transformer (AC voltage), the microprocessor simultaneously performs operations on both reed switches. When the contacts of the first reed switch installed near the conductor are closed, astronomical time is recorded
Figure 00000187
and
Figure 00000188
at which there was a closure and opening of its contacts, respectively, then using a microprocessor in
Figure 00000189
found from addiction
Figure 00000190
amplitude value
Figure 00000191
the conversion factor is
Figure 00000192

а из зависимости

Figure 00000193
по
Figure 00000194
находят ток в проводнике
Figure 00000195
при котором геркон замкнул контакты, из формулы
Figure 00000196
находят ток в проводнике, при котором геркон разомкнул контакты, находят время and from dependence
Figure 00000193
by
Figure 00000194
find current in the conductor
Figure 00000195
at which the reed switch closed the contacts, from the formula
Figure 00000196
find the current in the conductor, at which the reed switch opened the contacts, find the time

Figure 00000197
Figure 00000197

и

Figure 00000198
and
Figure 00000198

из формул

Figure 00000199
и
Figure 00000200
from formulas
Figure 00000199
and
Figure 00000200

где

Figure 00000201
и
Figure 00000202
- промежутки времени от перехода синусоиды через ноль до срабатывания и от момента возврата до следующего перехода через ноль, соответственно, затем определяют астрономическое время перехода синусоиды тока через ноль по формулеWhere
Figure 00000201
and
Figure 00000202
- the time intervals from the transition of the sinusoid through zero to the operation and from the moment of return to the next transition through zero, respectively, then determine the astronomical time of the transition of the sinusoid of the current through zero by the formula

Figure 00000203
Figure 00000203

при срабатывании второго геркона с помощью микропроцессора фиксируют астрономическое время

Figure 00000204
измеряют время
Figure 00000205
замкнутого состояния геркона, при размыкании контактов геркона фиксируют астрономическое время
Figure 00000206
и по зависимостям
Figure 00000207
Figure 00000208
определяют величины амплитуды тока
Figure 00000209
тока срабатывания
Figure 00000210
тока возврата
Figure 00000211
затем находят время when the second reed switch is triggered using a microprocessor, astronomical time is recorded
Figure 00000204
measure time
Figure 00000205
closed state of the reed switch, when opening the contacts of the reed switch, astronomical time is recorded
Figure 00000206
and by dependencies
Figure 00000207
Figure 00000208
determine the magnitude of the current amplitude
Figure 00000209
tripping current
Figure 00000210
return current
Figure 00000211
then find time

Figure 00000212
и
Figure 00000213
Figure 00000212
and
Figure 00000213

из формул

Figure 00000214
и
Figure 00000215
from formulas
Figure 00000214
and
Figure 00000215

где

Figure 00000216
и
Figure 00000217
- промежутки времени от перехода синусоиды через ноль до срабатывания и от момента возврата до следующего перехода через ноль, соответственно, и определяют астрономическое время перехода синусоиды тока в КИ через ноль по формулеWhere
Figure 00000216
and
Figure 00000217
- the time intervals from the transition of the sinusoid through zero to the operation and from the moment of return to the next transition through zero, respectively, and determine the astronomical time of the transition of the sinusoid of the current in the CI through zero by the formula

Figure 00000218
Figure 00000218

далее определяют переход синусоиды напряжения через ноль с учетом известного сдвига ψ=8 градусов между напряжением и током во второй КИ по формулеthen determine the transition of the voltage sinusoid through zero, taking into account the known shift ψ = 8 degrees between voltage and current in the second KI according to the formula

Figure 00000219
Figure 00000219

запоминают это время до определения момента следующего перехода напряжения через ноль, далее определяют с помощью микропроцессора фазу установившегося переменного тока относительно напряжения по формулеremember this time until the moment of the next voltage transition through zero is determined, then the phase of the steady-state alternating current relative to the voltage is determined using a microprocessor according to the formula

Figure 00000220
Figure 00000220

Таким образом, заявляемый способ идентификации переменного тока в проводнике с помощью замыкающего геркона позволяет за счет фиксации астрономического времени моментов срабатываний и возвратов герконов и определения моментов перехода синусоид тока и напряжения через ноль расширить область использования путем определения фазы установившегося переменного тока.Thus, the inventive method for identifying alternating current in a conductor using a closing reed switch allows, by fixing the astronomical time of the operating times and returns of the reed switches and determining the moments of transition of a sinusoid current and voltage through zero, to expand the area of use by determining the phase of the steady alternating current.

Claims (14)

Способ идентификации установившегося переменного тока в проводнике с помощью замыкающего геркона и микропроцессора, при котором в лабораторных условиях в катушку индуктивности (КИ) размещают первый замыкающий геркон так, чтобы их продольные оси совпадали, затем в КИ подают переменный ток, постепенно увеличивая его до тока
Figure 00000221
, где
Figure 00000222
- наименьший ток в КИ, при котором происходит срабатывание геркона (замыкание контактов),
Figure 00000223
- амплитуда тока, измеряют его величину
Figure 00000224
, время
Figure 00000225
замкнутого состояния контактов геркона от момента срабатывания (замыкания) до момента возврата (размыкания) контактов при первом измерении и ток
Figure 00000226
возврата, при котором геркон возвращается в исходное положение, далее увеличивают ток до I2>I1, измеряют
Figure 00000227
(
Figure 00000228
- величина амплитуды тока при втором измерении) и время
Figure 00000229
от момента срабатывания до возврата при этом измерении, затем увеличивают ток до I3>I2, измеряют
Figure 00000230
(
Figure 00000231
- величина амплитуды тока при третьем измерении) и время
Figure 00000232
от момента срабатывания до возврата, затем увеличивают ток до I4>I3 и так далее, повторяя предыдущие операции до In>In-1, где
Figure 00000233
, n-1 - количество необходимых измерений времени и тока
Figure 00000234
и
Figure 00000235
(i=1, 2…n), N - кратность тока в КИ по отношению к минимальному току срабатывания геркона
Figure 00000236
, n=30÷40, N=50÷100, далее строят зависимость амплитуды тока в проводнике от времени замкнутого состояния
Figure 00000237
от момента срабатывания первого геркона до его возвратаA method for identifying steady-state alternating current in a conductor using a closing reed switch and a microprocessor, in which under laboratory conditions the first closing reed switch is placed in the inductor (KI) so that their longitudinal axes coincide, then alternating current is supplied to the KI, gradually increasing it to current
Figure 00000221
where
Figure 00000222
- the smallest current in the KI at which the reed switch is triggered (contact closure),
Figure 00000223
- current amplitude, measure its value
Figure 00000224
time
Figure 00000225
the closed state of the contacts of the reed switch from the moment of operation (closure) to the moment of return (opening) of the contacts during the first measurement and current
Figure 00000226
return, in which the reed switch returns to its original position, then increase the current to I 2 > I 1 , measure
Figure 00000227
(
Figure 00000228
is the magnitude of the current amplitude in the second measurement) and time
Figure 00000229
from the moment of operation to return in this measurement, then increase the current to I 3 > I 2 , measure
Figure 00000230
(
Figure 00000231
is the magnitude of the current amplitude in the third measurement) and time
Figure 00000232
from the moment of operation to return, then increase the current to I 4 > I 3 and so on, repeating the previous operations to I n > I n-1 , where
Figure 00000233
, n-1 - the number of required measurements of time and current
Figure 00000234
and
Figure 00000235
(i = 1, 2 ... n), N is the current multiplicity in KI with respect to the minimum operating current of the reed switch
Figure 00000236
, n = 30 ÷ 40, N = 50 ÷ 100, then build the dependence of the current amplitude in the conductor on the time of the closed state
Figure 00000237
from the moment of operation of the first reed switch to its return
Figure 00000238
Figure 00000238
 и вводят полученную зависимость в микропроцессор (в (1), где
Figure 00000239
- амплитуда тока в проводнике, КПР - коэффициент пересчета тока в КИ на ток в проводнике, h - расстояние от проводника до контактов геркона, ωК - количество витков в первой КИ,
Figure 00000240
- длина первой КИ), далее устанавливают геркон в расчетной точке вблизи проводника и при его срабатывании с помощью микропроцессора измеряют время
Figure 00000241
замкнутого состояния геркона и по зависимости (1) определяют величину амплитуды
Figure 00000242
, отличающийся тем, что при каждом i-м измерении
Figure 00000243
и
Figure 00000244
в катушке индуктивности измеряют еще и i-й ток срабатывания
Figure 00000245
геркона, по окончании всех измерений строят зависимостьand the resulting dependence is introduced into the microprocessor (in (1), where
Figure 00000239
is the amplitude of the current in the conductor, K PR is the conversion factor of the current in the KI to the current in the conductor, h is the distance from the conductor to the contacts of the reed switch, ω K is the number of turns in the first KI,
Figure 00000240
- the length of the first KI), then set the reed switch at the calculated point near the conductor and when it is triggered using a microprocessor, measure the time
Figure 00000241
closed state of the reed switch and the dependence (1) determine the magnitude of the amplitude
Figure 00000242
characterized in that for each i-th measurement
Figure 00000243
and
Figure 00000244
in the inductor also measure the i-th trip current
Figure 00000245
reed switch, at the end of all measurements build a relationship
Figure 00000246
Figure 00000246
 вводят зависимость (2) и
Figure 00000247
в микропроцессор, затем в лабораторных условиях во второй КИ размещают второй замыкающий геркон так, чтобы их продольные оси совпадали, затем в КИ подают переменное напряжение U(K2), определяют угол ψ между подаваемым напряжением U(K2) и током
Figure 00000248
, протекающим во второй КИ, далее постепенно увеличивая U(K2) до увеличения тока в КИ до
Figure 00000249
, где
Figure 00000250
- наименьший ток, протекающий в КИ, при котором происходит срабатывание второго геркона (замыкание контактов),
Figure 00000251
- амплитуда тока, измеряют величину
Figure 00000252
, время
Figure 00000253
замкнутого состояния контактов второго геркона от момента срабатывания до момента возврата (размыкания контактов) и ток
Figure 00000254
возврата, при котором геркон возвращается в исходное положение, далее увеличивают U(K2) до увеличения тока в КИ до
Figure 00000255
, измеряют
Figure 00000256
, где
Figure 00000257
- величина амплитуды тока, время
Figure 00000258
от момента срабатывания до возврата, и ток срабатывания
Figure 00000259
, затем увеличивают U(K2) до увеличения тока в КИ до
Figure 00000260
, измеряют
Figure 00000261
, где
Figure 00000262
- величина амплитуды тока, время
Figure 00000263
от момента срабатывания до возврата, и ток срабатывания
Figure 00000264
, затем увеличивают U(K2) до увеличения тока в КИ до
Figure 00000265
и так далее, повторяя предыдущие операции до
Figure 00000266
, где
Figure 00000267
- ток в КИ при поданном напряжении U(K2)=120 В, k-1 - количество необходимых измерений времени и токов
Figure 00000268
,
Figure 00000269
и
Figure 00000270
(i=1, 2…k), k=10÷15, далее строят зависимости величин амплитуды тока
Figure 00000271
и тока срабатывания
Figure 00000272
в КИ от времени замкнутого состояния
Figure 00000273
от момента срабатывания геркона до момента его возвратаintroduce dependence (2) and
Figure 00000247
into the microprocessor, then in laboratory conditions in the second KI place the second closing reed switch so that their longitudinal axes coincide, then an alternating voltage U (K2) is supplied to the KI, the angle ψ between the supplied voltage U (K2) and the current is determined
Figure 00000248
flowing in the second KI, then gradually increasing U (K2) until the current in the KI increases to
Figure 00000249
where
Figure 00000250
- the smallest current flowing in the KI, at which the second reed switch is triggered (contact closure),
Figure 00000251
- current amplitude, measure
Figure 00000252
time
Figure 00000253
the closed state of the contacts of the second reed switch from the moment of operation to the moment of return (opening of contacts) and current
Figure 00000254
return, in which the reed switch returns to its original position, then increase U (K2) until the current in the KI increases to
Figure 00000255
measure
Figure 00000256
where
Figure 00000257
- magnitude of current amplitude, time
Figure 00000258
from the moment of operation to return, and the operation current
Figure 00000259
, then increase U (K2) to increase the current in the KI to
Figure 00000260
measure
Figure 00000261
where
Figure 00000262
- magnitude of current amplitude, time
Figure 00000263
from the moment of operation to return, and the operation current
Figure 00000264
, then increase U (K2) to increase the current in the KI to
Figure 00000265
and so on, repeating the previous operations until
Figure 00000266
where
Figure 00000267
- current in KI at the applied voltage U (K2) = 120 V, k-1 - the number of necessary measurements of time and currents
Figure 00000268
,
Figure 00000269
and
Figure 00000270
(i = 1, 2 ... k), k = 10 ÷ 15, then build the dependence of the current amplitude
Figure 00000271
and tripping current
Figure 00000272
in CI from closed time
Figure 00000273
from the moment the reed switch is triggered until its return
Figure 00000274
Figure 00000274
 и вводят полученные зависимости,
Figure 00000275
и ψ в микропроцессор, далее устанавливают первый геркон вблизи проводника, а вторую КИ со вторым герконом подключают к выводам вторичной обмотки трансформатора напряжения, оба геркона могут срабатывать параллельно, поэтому микропроцессор одновременно может выполнять следующие операции, при замыкании контактов первого геркона, установленного вблизи проводника, фиксируют астрономическое время
Figure 00000276
и
Figure 00000277
, при котором произошло замыкание и размыкание его контактов, соответственно, затем с помощью микропроцессора из зависимости (2) по
Figure 00000278
находят ток в проводнике
Figure 00000279
, при котором геркон замкнул контакты, находят время
Figure 00000280
и
Figure 00000281
из формул
Figure 00000282
и
Figure 00000283
, где
Figure 00000284
и
Figure 00000285
- промежутки времени от перехода синусоиды через ноль до срабатывания и от момента возврата до следующего перехода через ноль, соответственно, затем определяют астрономическое время перехода синусоиды тока через ноль по формулеand introduce the resulting dependencies,
Figure 00000275
and ψ in the microprocessor, then the first reed switch is installed near the conductor, and the second KI with the second reed switch is connected to the terminals of the secondary winding of the voltage transformer, both reed switches can operate in parallel, so the microprocessor can simultaneously perform the following operations when closing the contacts of the first reed switch installed near the conductor, record astronomical time
Figure 00000276
and
Figure 00000277
, at which there was a closure and opening of its contacts, respectively, then using a microprocessor from dependence (2)
Figure 00000278
find current in the conductor
Figure 00000279
at which the reed switch closed the contacts, find the time
Figure 00000280
and
Figure 00000281
from formulas
Figure 00000282
and
Figure 00000283
where
Figure 00000284
and
Figure 00000285
- the time intervals from the transition of the sinusoid through zero to the operation and from the moment of return to the next transition through zero, respectively, then determine the astronomical time of the transition of the sinusoid of the current through zero by the formula
Figure 00000286
,
Figure 00000286
, при срабатывании второго геркона с помощью микропроцессора фиксируют астрономическое время
Figure 00000287
, измеряют время
Figure 00000288
замкнутого состояния геркона, при размыкании контактов второго геркона в КИ с помощью микропроцессора фиксируют астрономическое время
Figure 00000289
и по зависимостям (3) определяют величины амплитуды тока
Figure 00000290
и тока срабатывания
Figure 00000291
, затем находят время
Figure 00000292
и
Figure 00000293
из формул
Figure 00000294
и
Figure 00000295
, где
Figure 00000296
и
Figure 00000297
- промежутки времени от перехода синусоиды через ноль до срабатывания и от момента возврата до следующего перехода через ноль, соответственно, и определяют астрономическое время перехода синусоиды тока во второй КИ через ноль по формулеwhen the second reed switch is triggered using a microprocessor, astronomical time is recorded
Figure 00000287
measure time
Figure 00000288
closed state of the reed switch, when the contacts of the second reed switch are opened in the CI with the help of a microprocessor, astronomical time is recorded
Figure 00000289
and the dependences (3) determine the magnitude of the current amplitude
Figure 00000290
and tripping current
Figure 00000291
then find the time
Figure 00000292
and
Figure 00000293
from formulas
Figure 00000294
and
Figure 00000295
where
Figure 00000296
and
Figure 00000297
- the time intervals from the transition of the sinusoid through zero to the operation and from the moment of return to the next transition through zero, respectively, and determine the astronomical time of the transition of the sinusoid of the current to the second CI through zero by the formula
Figure 00000298
,
Figure 00000298
, далее определяют переход синусоиды напряжения через ноль по формулеfurther determine the transition of the sinusoidal voltage through zero by the formula
Figure 00000299
,
Figure 00000299
, запоминают это время до определения момента следующего перехода напряжения через ноль, затем определяют с помощью микропроцессора фазу установившегося переменного тока в проводнике относительно напряжения по формулеremember this time until the moment of the next voltage transition through zero is determined, then the phase of the steady-state alternating current in the conductor relative to the voltage is determined using a microprocessor according to the formula
Figure 00000300
.
Figure 00000300
.
RU2017110130A 2017-03-27 2017-03-27 Method of installed ac voltage identification in conductor by closed hermetic contact RU2643680C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017110130A RU2643680C1 (en) 2017-03-27 2017-03-27 Method of installed ac voltage identification in conductor by closed hermetic contact

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017110130A RU2643680C1 (en) 2017-03-27 2017-03-27 Method of installed ac voltage identification in conductor by closed hermetic contact

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2643680C1 true RU2643680C1 (en) 2018-02-05

Family

ID=61173709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017110130A RU2643680C1 (en) 2017-03-27 2017-03-27 Method of installed ac voltage identification in conductor by closed hermetic contact

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2643680C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999057568A1 (en) * 1998-05-07 1999-11-11 Siemens Aktiengesellschaft Method and circuit for measuring a current
RU2397499C2 (en) * 2008-05-20 2010-08-20 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Measuring method of current in electric conductor by magnetic reed relays
RU2540260C1 (en) * 2013-08-15 2015-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of current measurement in conductor by sealed reed relays

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999057568A1 (en) * 1998-05-07 1999-11-11 Siemens Aktiengesellschaft Method and circuit for measuring a current
RU2397499C2 (en) * 2008-05-20 2010-08-20 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Measuring method of current in electric conductor by magnetic reed relays
RU2540260C1 (en) * 2013-08-15 2015-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of current measurement in conductor by sealed reed relays

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2766969B1 (en) System and integrated method for arc fault detection and interruption
RU2648275C2 (en) Reactive energy compensator
US8031447B2 (en) Transformer through-fault current monitor
JP6500129B2 (en) Method and apparatus for identifying circuit breaker phase failure based on voltage
US7944213B2 (en) Ground fault detection device
CN1842951B (en) Method and safety device for ground fault protection circuit
CN104348134A (en) Residual-current circuit breaker
CN103795022A (en) Fault current detecting circuit
MX2008005912A (en) Method of detecting a ground fault and electrical switching apparatus employing the same.
CN104218523A (en) Detecting circuit for circuit breaker
Feng et al. Fault inductance based protection for DC distribution systems
RU2402131C1 (en) Method of diagnostics and directed protection against single-phase short circuits in electrical networks
Zhantlesova et al. Characterizing a sustained short-circuit current with the use of reed relays
KR101510617B1 (en) A digital multi-function breaker for integrated blocking of arc, short circuit, leakage and overload current and the blocking method thereof
RU2682240C2 (en) Detecting fault, in particular transient fault in electrical network
RU2643680C1 (en) Method of installed ac voltage identification in conductor by closed hermetic contact
US10637231B2 (en) Circuit interrupter providing grounded neutral protection and method of controlling the same
Czapp et al. Verification of safety in low-voltage power systems without nuisance tripping of residual current devices
Radhakrishnan et al. Protection functionalities in smart meters to enhance distribution system protection
CN108152784A (en) A kind of circuit and method that external CT states are detected for mutual inductor access electric energy meter
JP7222100B2 (en) Method and Apparatus for Monitoring Operation of Switching Devices for Controlled Switching Applications
RU2554282C1 (en) Method for measuring fault current
CN107037358A (en) Portable beaker non-whole phase protection time tester and method of testing
RU2244992C1 (en) Device for detecting single-phase ground faults in insulated-neutral networks
RU2540260C1 (en) Method of current measurement in conductor by sealed reed relays

Legal Events

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

Effective date: 20200328