SU901925A1 - Устройство дл бесконтактного измерени тока - Google Patents

Description

(Б) УСТРОЙСТВО дл  БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА

I

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназначено дл  измерени  больших токов бесконтактным способом.

Известно устройство дл  бесконтактного измерени  тока, выполненное в виде электроизмерительных клещей, содержащее разъемный магнитопровод, охватывающий токопровод с измер емым током, причем магнитопровод выполнен гофрированным 1.

Недостатком устройства  вл етс  ограниченный диапазон измер емых токов , который определ етс  длиной средней магнитной линии.

Известно также устройство дл  бесконтактного измерени  тока, содержащее разъемный магнитопровод в виде жесткой спирали с замкнутыми концами и гальваномагнитный датчик ЭДС Холла С2.

Использование п-виткового магнитопровода позвол ет увеличить эквивалентную магнитную проницаемость магнитопровода в п раз и тем самым повы;Сить чувствительность измерительного устройства при измерении слабых токов . В этом случае в качестве материала магнитопровода используетс  пермаллой 79НМ, обладающий высокой начальной магнитной проницаемостью ( до 2000) Ш.

Указанное устройство не может быть использовано дл  измерени  сильных токов, точность показаний которого снижаетс  вследствие нелинейности зависимости индукции от тока, возникающей от неравномерного насыщени  магнитопровода.

Цель изобретени  - увеличение диапазона измер емых токов, особенно токов большой величины (до дес тков тыс ч ампер) и повышение чувствитель-- ности устройства в этих диапазонах.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что а устройстве дл  бесконтактного измерени  тока, содержащем разъемный магнитопровод в виде спирали с замкнутыми концами и гальваномагнитныи да чик ЭДС Холла, магнитопровод выполнен из немагнитной гибкой оболочки, заполненной шариками из ферромагнит ного материала. При этом датчик ЭДС Холла может быть размещен в воздушном зазоре ме ду концами магнитопровода, которые соединены по оболочке разъемной муф ты, выполненной из немагнитного материала . Отношение внутреннего диаметра г кой оболочки к диаметру шариков бол ше 0,8. На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 зависимость индукции в магнитопрово де от величины измер емого тока. Устройство дл  измерени  тока со держит разъемный магнитопровод 1, выполненный из немагнитной гибкой оболочки 2, котора  заполнена шариками 3 из ферромагнитного материала например незакаленными шарикоподшипн ками из стали ШХ-15. Концы магнитопровода соединены резьбовой разъемной муфтой k из немагнитного материала и заканчиваютс  концентраторами 5 и 6 магнитного пол , в теле которых предусмотрены сферические поло сти 7. Между коническими участками концентраторов размещена диэлектриче ка  вставка 8, котора  обеспечивает при ст гивании разъемной муфты k посто нный воздушный зазор. В зазоре размещен гальваномагнитный датчик 9 ЭДС Холла. Разъемный магнитопровод 1 охватывает шину 10 с измер емым током . Дл  исключени  возможности попадани  магнитопровода под потенциал шины 10 его оболочка покрыта слоем изол ции 11. Устройство работает следующим образом . При протекании тока по шине 10 во круг нее возбуждаетс  магнитное поле пропорциональное величине измер емого тока. Поток магнитной индукции, пронизывающий объем заполненный шариками 3 из ферромагнитного материала , пропорционален измер емому току и средней магнитной проницаемости разъемного магнитопровода 1. Этот по ток вызывает пропорциональное измене ние ЭДС Холла в гальваномагнитном датчике 9, котора  затем измер етс . Наличие шариков 3 из ферромагнитного материала в немагнитной гибкой 9 оболочке магнитопровода 1 позвол ет получить линейную зависимость индукции В от измер емого тока (фиг.2, позици  12) при более высоких значени х тока по сравнению с жестким сплошным магнитопроводом, выполненным с тем же воздушным зазором и той же длиной средней магнитной линии (фиг. 2, позици  13). Зависимость В () жесткого сплошного магнитопровода (фиг. 2, позици  13) имеет линейный участок, который позвол ет измер ть токи в небольшом диапазоне (пор дка до 1000 А). Предлагаемое устройство позвол ет расширить диапазон измер емых токов при сохранении линейности зависимости В (З), что обеспечивает снижение погрешности измерени  до величины тока пор дка А. В требуемом диапазоне измерени  тока гибкость разъемного магнитопровода 1 позвол ет увеличить чувствительность устройства за счет увеличени  числа витков магнитопровода (фиг. 2, позици  1 дл  варианта двухвиткового магнитопровода). Увеличива  количество витков выбранном диапазоне измерении тока, можно достичь чувствительности сплошного магнитопровода, сохран   линейность характеристики (увеличение чувствительности можно сопоставить с чувствительностью датчика без магнитопровйда , фиг. 2, позици  15). Дискретность магнитной системы, котора  обеспечиваетс  из ферромэ - нитного материала, позвол ет измер ть не только большие посто нные, но и переменные токи с минимальными вихревыми потер ми. Размещение датчика ЭДС Холла в месте разъема магнитопровода позвол ет упростить монтаж и обслуживание устройства . Отношение внутреннего диаметра нема гнитнЫ гибкой оболочки 2 к диаметру ее шариков 3 должно превышать величину 0,8, так как в этом случае сохран етс  плотный контакт шарика 3 со сферической полост ью 7, выполненной в концентраторах 5 и 6. При этом соотношении диаметров магнитное сопротивление магнитопровода 1 максимально . С увеличением этого отношени  коэффициент заполнени  объема гибкой оболочки возрастает, и магнитное сопротивление падает, а средн   магнитна  проницаемость возрастает. Это позвол ет выбрать оптимальную магнитную проницаемость устройства с учетом различных требований, предъ вл емых к подобного рода устройствам при измерении посто нных, переменных и импульсных токов.

Предлагаемое устройство может представл ть единичный модуль более сложного устройства, состо щего из последовательно соединенных модулей. В этом случае чувствительность может быть доведена до предельной (чувствительности сплошного магнитопровода ), а соедин   выходные электроды датчиков ЭДС Холла последовательно можно увеличить выходной сигнал и снизить сигнал помех.

Claims (3)

1. Устройство дл  бесконтактного .измерени  тока, содержащее разъемный )Магнитопровод в виде спирали с замкнутыми концами и гальваномагнитный датчик ЭДС Холла, отличающеес  тем, что, с целью увеличени  диапазона измер емых токов и повышени  чувствительности, магнитопровод выполнен из немагнитной оболочки , заполненной шариками из ферромагнитного материала.

2.Устройство по п. 1, о т л и чающеес  тем, что датчик ЭДе Холла размещен в воздушном зазоре между концами магнитопровода, которые соединены по оболочке разъемной муфтой, выполненной из немагнитного материала.

3.Устройство по пп. 1 и 2, о т личающеес  тем, что отношение внутреннего диаметра гибкой оболочки к диаметру шариков больше 0,8,

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР ff 322727, кл. G 01 R 19/00, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР If 213972, кл. G 01 R 19/00, 19б7.

11

Фмг.1