Измерительный преобразователь переменного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 1)5 0 01 Б 9/ ТВЕННЫЙ КОМИТЕТЕТЕНИЯМ И ОтнрнтИЯМСССР ГОСУДА ПО ИЗОБ ПРИ ГНК ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТН АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И Байко,ов о 1(56) Авторское свидетельство СССР У 1101745, кл, О 01 Б 19/00, 1984.Патент Франции Ф 2172323, кл, 0 01 В 1/20, 1973.(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах релейной защиты, автоматики и в .цепях измерения сверхбольших токов энергоустано. вок. Цель изобретения - расширение динамического диапазона измеряемых т ков, Для достижения цели измерительный преобразователь снабжен масштаби рующим усилителем 4, индикатором 5, и+1 скобообразными и 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 для подключения исследуемого объекта. Нечетное количество скобообразных резистивных элементов позволяет осуществить попарную компенсацию магнитных полей, создаваемых токами остальных резистивных эле- ф ментов, в области измерительного резистивного элемента, окольцованного шинным трансформатором 2 тока. 1 з.п, С, ф-лы, 3 ил,Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано в устройствах релейнойзащиты, автоматики и в целях измерения сверхбольших токов энергоустановок.Целью изобретения является расширение динамического диапазона измеряемых токов путем обеспечения возможности измерения больших и сверхбольших токов, в .том числе и кратковременно присутствующих, при одновременном обеспечении гальванической развязки, сохранении ( или уменьшении)массогабаритных характеристик элементов, обеспечивающих гальваническуюразвязку, и сохранении точностныххарактеристик,На фнг.1 и 2 даны функциональная схема и схематическая конструкция устройства; на фиг.3 - резистивный элемент с функциональной схемой, аксонометрия.Измерительный преобразователь переменного (и импульсного) тока состоит из резистивного элемента 1, шинного трансформатора 2 тока,нагрузочного резистора 3, масштабирующегоусилителя 4, индикатора 5, клемм 6 и7. Резистивный элемент 1 содержит(и+1) скобообразных резистивных элементов 8, где и - четное число. Шинный трансформатор 2 тока содержит каркас 9 и намотанную на нем по окружности вторичную (выходную) обмотку 1 О.Шинный трансформатор 2 тока охватывает только один измерительный (нечетный) скобообразный резистивный элемент из совокупности (и+1) резистивных элементов 8,Если в каркасе 9 шинного трансфор.матора 2 тока размещен магнитопровод(т,е, шинный трансформатор 2 тока неявляется воздушным), то между нагрузочным резистором 3 и входом масштабирующего усилителя 4 вводится интегратор 11.Устройство работает следующим образом.С помощью клеммы 6 и 7 устройствовключается в токопровод, ток которого подлежит контролю, Для того, чтобы иметь возможность расширить динамический диапазон измеряемых токов, способность быть измеренными непосредст 55венно с помощью шинного трансформатора 2 тока, ток шины с помощью резистивного элемента 1 разветвляется на(и+1) одинаковыхтоков. Целесообразность получения именно одинаковых(1) токов и реализация этого с помощью одинаковых скобообразных эле- .ментов 8 обусловлена следующим,При необходимости измерения сверхбольших коротких и сверхкоротких токовых посылок, т.е. широкополосныхсигналов, решающую роль с точки зрения сохранения высоких точностных характеристик играет обеспечение одинаковых паразитных индуктивностей иемкостей, а также одинакового влиянияскин-эфФекта на распределение токовчерез скобообразные резистивные элементы 8.Поэтому решение задачи, напримерс помощью двух неодинаковых (обратнопропорциональных по сечению) скобообразных резнстивных элементов 8,справедливое для низкочастотных токов, где паразитные индуктивности иемкости, а также скин-эффект значительной роли не играют, для высокочастотных и сверхвысокочастотных сильных токов неприемпемо, так как приводит к появлению больших погрешностейпри выделении какой-то части из целого, которая потом восстанавливаетсяуже косвенно (электронным путем).Необходимость же использованияименно нечетного количества скобообразных резистивных элементов 8 обусловлена стремлением компенсироватьнаведение помехи на шинный трансформатор 2 тока, расположенный на нечетном непарном измерительном резистивном элементе, от каждого из п остальных параллельных, резистивных элементов 8 с помощью симметрично ему расположенного и равного другого резистивного элемента из и резистивных элементов 8,Благодаря указанному осуществляется попарная компенсация магнитных полей, создаваемых токами остальных резистивных элементов, в области измерительного резистивного элемента,окольцованного шинным трансформатором 2 тока. При этом вклад наиболееудаленных от измерительного резистивных элементов существенно меньше,чем ближайших. Погрешность же некомпенсации для ближайших к измерительному резистивному элементу других резистивных элементов тем меньше, чембольше диаметр воображаемого цилиндра, на образующих которого расположены указанные резистивные элементыи чем их больше. Это вытекает из того, что два параллельных проводника с одинаковыми токами одного направления5 полностью компенсируют магнитные поля друг друга на расположенных между ними третий проводник, если все три проводника расположены в одной плоскости и два проводника при этом нахо р дятся на равном расстоянии от третьего.В устройстве магнитные поля ближайших проводников 1 резистивных элементов) компенсируются с точностью, определяемой величинами 2 зпс Н, где а - угол между полуплоскостями расположения скобообразных резистивных элементов; Н - напряженность маг" нитного поля) создаваемого током, про( текающим по каждому, ближайшему к измерительному, реэистивному элементу. Таким образом, на выходе вторичной обмотки 1 О появляется сигнал напряжения, пропорциональный протекающему 2 я току через один измерительный нечетный непарный скобообразный резистивный элемент, охватываемый шинным трансформатором 2 тока.Далее этот сигнал поступает на вход масштабирующего усилителя 4, где он умножается (усиливается) в соот" ветствующее число раз, т.е. становится пропорциональным величине полного (всего) тока, протекающего через резистивный элемент 1, Затем этот сиг 35 нал поступает на индикатор 5.Внесение дополнительной индуктивности самим шинным трансформатором 2 тока и связанное с этим некоторое изменение величины тока в измерительном резистивном элементе, окольцованном шинным трансформатором 2 тока, может быть учтено при выборе величины коэффициента усиления масштабирующего усилителя 4, когда создается напряжение, пропорциональное величине полного тока протекающего через измерительный преобразователь тока.Формула изобретения1. Измерительный преобразовательпеременного тока, содержащий шинныйтрансформатор тока, нагрузочный резистор, усипитель клеммы для подклю"чения исследуемого обьекта, о т л и "ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения динамического диапазонаизмерений путем измерения большихи сверхбольших токов, он снабжен масштабирующим усилителем, индикаторомп+1 резистивными элементами, где ичетное число, выполненными скобообразными, расположенными радиально вдвух торцах и параллельно по образующей цилиндр полуплоскости, которыеограничены скобообразными резистив-ными элементами, расположенными подпопарно одинаковыми углами, шинныйтрансформатор тока охватывает один иэрезистивных элементов, выводы вторичной обмотки шинного трансформатораподключены к выводам нагрузочного резистора, выводы которого подключены квходу масштабирующего усилителя, выход которого подключен к входу индикатора,2. Преобразователь по п,1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что,электрические параметры и геометричЕские размеры всех скобообразных элементовидентичны,.541524 Составитель Н. Саришвилитор И. 1 улла Техред М.Дидык Корректор Л, Патай к оизводственно-издательский комбинат "1 атент", г. Ужгород, ул. Гага 277 Тираж 5 Государственного коми113035, Моск ета поа) Ж,Подписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб., д, 4/5