SU1541524A1 - Измерительный преобразователь переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах релейной защиты, автоматики и в цеп х измерени  сверхбольших токов энергоустановок. Цель изобретени  - расширение динамического диапазона измер емых токов. Дл  достижени  цели измерительный преобразователь снабжен масштабирующим усилителем 4, индикатором 5, N+1 скобообразными резистивными элементами 8 с идентичными характеристиками, расположенными радиально в двух торцах и параллельно по образующей цилиндр полуплоскости, ограниченной скобообразными резистивными элементами, размещенными под попарно одинаковыми углами. Преобразователь также содержит шинный трансформатор 2 тока, нагрузочный резистор 3, клеммы 6, 7 дл  подключени  исследуемого объекта. Нечетное количество скобообразных резистивных элементов позвол ет осуществить попарную компенсацию магнитных полей, создаваемых токами остальных резистивных элементов, в области измерительного резистивного элемента, окольцованного шинным трансформатором 2 тока. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах релейной защиты, автоматики и в цел х измерени  сверхбольших токов энергоустановок .

Целью изобретени   вл етс  расширение динамического диапазона измер емых токов путем обеспечени  возможности измерени  больших и сверхбольших токов, в том числе и кратковременно присутствующих, при одновременном обеспечении гальванической разв зки , сохранении (или уменьшении) массогабаритных характеристик элементов , обеспечивающих гальваническую разв зку, и сохранении точностных харак теристик.

На фиг. 1 и 2 даны функциональна  схема и схематическа  конструкци  устройства; на фиг.З - резистивный элемент с функциональной схемой, аксонометри .

Измерительный преобразователь переменного (и импульсного) тока состоит из резистивного элемента 1, шинного трансформатора 2 тока,нагрузочного резистора 3, масштабирующего усилител  4, индикатора 5, клемм 6 и 7. Резистивный элемент 1 содержит (п-И ) скобообразных резистивных элементов 8, где п - четное число. Шинный трансформатор 2 тока содержит каркас 9 и намотанную на нем по окружности вторичную (выходную) обмотку 10. Шинный трансформатор 2 тока охватывает только один измерительный (нечетный ) скобообразный резистивный элемент из совокупности (п+1) резистивных элементов 8.

Если в каркасе 9 шинного трансформатора 2 тока размещен магнитопровод (т.е. шинный трансформатор 2 тока не  вл етс  воздушным), то между нагрузочным резистором 3 и входом масштабирующего усилител  4 вводитс  интегратор 11 „

Устройство работает следующим образом .

С помощью клеммы 6 и 7 устройство включаетс  в токопровод, ток которого подлежит контролю. Дл  того, чтобы иметь возможность расширить динами ческий диапазон измер емых токов, спо собность быть измеренными непосредственно с помощью шинного трансформатора 2 тока, ток шины с помощью резне тивного элемента 1 разветвл етс  на

5

0

5

0

5

0

5

0

5

(п+1) Одинаковых () токов. Целесообразность получени  именно одинаковых () токов и реализаци  этого с помощью одинаковых скобообразных элементов 8 обусловлена следующим,

При необходимости измерени  сверхбольших коротких и сверхкоротких токовых посылок, т.е. широкополосных сигналов, решающую роль с точки зрени  сохранени  высоких точностных характеристик играет обеспечение одинаковых паразитных индуктивностей и емкостей, а также одинакового вли ни  скин-эффекта на распределение токов через скобообразные резистивные элементы 8,

Поэтому решение задачи, например с помощью двух неодинаковых (обратно пропорциональных по сечению) скобообразных резистивных элементов 8, справедливое дл  низкочастотных токов , где паразитные индуктивности и емкости, а также скин-эффект значительной роли не играют, дл  высокочастотных и сверхвысокочастотных сильных токов неприемлемо, так как приводит к по влению больших погрешностей при выделении какой-то части из целого , котора  потом восстанавливаетс  уже косвенно (элек тронным путем),

Необходимость же использовани  именно нечетного количества скобообразных резистивных элементов 8 обусловлена стремлением компенсировать наведение помехи на шинный трансформатор 2 тока, расположенный на нечетном непарном измерительном резистив- ном элементе, от каждого из п остальных параллельных, резистивных элементов 8 с помощью симметрично ему распо ложенного и равного другого резистивного элемента из п резистивных элементов 8„

Благодар  указанному осуществл етс  попарна  компенсаци  магнитных полей , создаваемых токами остальных резистивных элементов, в области измерительного резистивного элемента, окольцованного шинным трансформатором 2 тока. При этом вклад наиболее удаленных от измерительного резистивных элементов существенно меньше, чем ближайших. Погрешность же некомпенсации дл  ближайших к измерительному резистивному элементу других резистивных элементов тем меньше, чем больше диаметр воображаемого цилиндра , на образующих которого располо

жены указанные резистивные элементы и чем их больше. Это вытекает из того , что два параллельных проводника с одинаковыми токами одного направлени  полностью компенсируют магнитные пол  друг друга на расположенных между ними третий проводник, если все три проводника расположены-в одной плоскости и два проводника при этом нахо- д тс  на равном рассто нии от третьего .

В устройстве магнитные пол  ближайших проводников (резистивных элементов ) компенсируютс  с точностью, определ емой величинами 2-sinc - H, где of - угол между полуплоскост ми расположени  скобообразных резистивных элементов; Н - напр женность магнитного пол , создаваемого током, про текающим по каждому, ближайшему к измерительному , резистивному элементу. Таким образом, на выходе вторичной обмотки 10 по вл етс  сигнал напр жени  , пропорциональный протекающему току через один измерительный нечетный непарный скобообразный резистив- ный элемент, охватываемый шинным трансформатором 2 тока.

Далее этот сигнал поступает на вход масштабирующего усилител  4, где он умножаетс  (усиливаетс ) в соответствующее число рач, т.е. становитс  пропорциональным величине почного (всего) тока, протекающего через ре- зистивный элемент 1. Затем этот сигнал поступает на индикатор 5.

Внесение дополнительной индуктивности самим шинным трансформатором 2 тока и св занное с этим некоторое изменение величины тока в измерительном резистивном элементе, окольцован

5

Q

0

5

0

5

0

ном шинным трансформатором 2 тока, может быть учтено при выборе величины коэффициента усилени  масштабирующего усилител  4, когда создаетс  напр жение, пропорциональное величине полного тока протекающего через измерительный преобразователь тока.

Claims (2)

1.Измерительный преобразователь переменного тока, содержащий шинный трансформатор тока, нагрузочный резистор , усилитель клеммы дл  подключени  исследуемого объекта, отличающийс  тем, что, с целью расширени  динамического диапазона измерений путем измерени  больших

и сверхбольших токов, он снабжен масштабирующим усилителем, индикатором п+1 резистивными элементами, где п - четное число, выполненными скобооб- разными, расположенными радиально в двух торцах и параллельно по образующей цилиндр полуплоскости, которые ограничены скобообразнымн 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 усилител , выход которого подключен к входу индикатора .

2.Преобразователь по п., отличающийс  тем, что,электрические параметры и геометрические размеры всех скобообразных элементов идентичны,

Фиг.1

Щиг.г