Трансформатор тока нулевой последовательности

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликВ Восточный научно-исследова о безопасности работ в горн ьскии институт промышленност) ТРАНСФОРМАТОР ТОКА НУЛЕВО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ яяеййф 24 Й-Фзфффйбммююы. щмчм 1Изобретение относится к области электротехники, а конкретнее к трансформаторам тока и может быть использовано в устройствах защиты от утечек тока в разветвленных электрических сетях напряжением до 1000 В с изолированной или заземленной нейтралью трансформатора, например, на угольных шахтах, углеобогатительных фабриках и карьерах, а также в бытовых помещениях.Известен трансформатор тока нулевой последовательности, первичной обмоткой которого являются провода трех фаз защищаемого присоединения. Принцип действия защиты, использующий токоизмерительный орган, заключается в том, что в нормальных условиях геометрическая сумма фазных токов должнабыть равна 0 и по реле ток не протекает. При коротких замыканиях на землю или утечке тока на землю это условие нарушается и возникает ток нулевой последовательности, который вызывает появление магнитного потока в магнитопроводе ТТНП и ЭДС во вторичной цепи 1.Однако в действительности, в нормальных условиях при полном равенстве первичных токов во вторичной цепи протекает ток небаланса, обусловленный несимметричным расположением фаз первичной цепи относительно вторичной обмотки ТТНП. Вследствии различия взаимных индуктивностей фаз первичной цепи со вторичной обмоткой ТТНП чувствительность известных средств защиты к токам утечки не превышает 3 - 5 А и изменяется незначительно даже при применении специальных средств ее повышения.Данная чувствительность достаточная для 10 защиты от потоков к. з. и неприемлема длязащиты от токов утечки, где требуется безопасная установка тока срабатывания до 25 мА.Известен трансформатор тока нулевойпоследовательности, у которого для снижения небаланса проводники каждой фазы первичной обмотки ТТНП расщеплены на число проводников не менее двух и расщепленные проводники каждой из фаз расположены диаметрально противоположно в окне 20 магнитопровода 2.Указанный трансформатор имеет недостаток, заключающийся в том, что потоки рассеивания каждого проводника не сов.5 фо 13 го и зо зз 4 о Формула изобретения зо мещены и замыкаются по ферромагнитномусердечнику. Поэтому обязательным условиемявляется: наличие замкнутого тороидального магнитопровода с равномерной вторичнойобмоткой, что усложняет конструкцию. Применение магнитопровода, например, с прямоугольным окном и вторичной обмоткой,выполненной в виде отдельной катушки, неизбежно приведет к значительному увеличению небаланса; необходима весьма точнаяустановка расщепленных проводников относительно оси тороидального магнитопровода и между собой. При большом количестверасщепленных проводников это требованиепрактически трудно выполнимо; увеличениеколичества проводников резко снижает коэффициент их заполнения в окне магнитопровода, что влияет на характеристику ТТНПи ограничивает эффективность снижения небаланса.Наиболее близким по технической сущности является трансформатор тока нулевой последовательности, имеющий первичную обмотку, выполненную в виде цилиндров,расположенных коаксиально друг относительно друга 13,.В известном трансформаторе взаимоиндукция между разными фазами первичнойцепи и вторичной обмоткой может быть равна, а небаланс тока отсутствовать лишь приидеальной осевой симметрии проводников.Однако изготовление таких идеально симметричных трансформаторов тока нулевойпоследовательности представляет значительные трудности, а даже небольшое осевоесмещение цилиндров неизбежно приведетк увеличению тока небаланса.Цель изобретения - устранения указанных недостатков, а именно упрощения еговыполнения и снижения тока небаланса.Указанная цель достигается тем, чтотрансформатор тока нулевой последовательности, содержащий первичную цепь, выполненную в виде трех коаксиальных поверхностей, чередующихся по фазам, снабженныхфазовыми выводами, разделенных диэлектриком и охваченных магнитопроводом, накотором расположена вторичная цейь, каждая из указанных поверхностей выполненас направляющей в виде многовитковой спирали.И кроме того, предложен вариант, в котором фазные выводы размещены равномерно по виткам первичной цепи.На фиг, 1 показана схема устройства защиты от утечек тока, в котором использованпредложенный трансформатор тока нулевойпоследовательности; на фиг. 2 - проводникв развернутом виде; на фиг. 3 - первичнаяцепь трансформатора тока нулевой последовательностл (вид с торца),Устройство состоит из трансформаторатока нулевой последовательности ТТНП иисполнительного реле. ТТНП имеет магнитопровод 1, первичную цепь 2, и вторичную обмотку 3. Исполнительное реле 4 подключено к вторичной обмотке. Каждая фаза первичной цепи ТТНП выполнена из листового проводника 5, например, из тонкой медной фольги. Между проводниками помещена изоляция 6, например, из тонкой конденсаторной бумаги. Листовые проводники с изоляцией скручены в рулон и снабжены фазными выводами 7. Таким образом, первичная цепь ТТНП представляет собой многослойный рулон из чередующихся по фазам листовых проводников.При полном равенстве токов, протекающих по первичной цепи ТТНП, магнитные потоки в магнитопроводе 1 отсутствуют, так как будет практически отсутствовать внешнее магнитное поле. Увеличение количества фазных выводов 7 у каждого проводника позволяет повысить равномерность распределения тока по всей поверхности проводника.Результирующий поток рассеивания в окне магнитопровода ТТНП определяется суммой потоков рассеивания проводников А, В, С. Фе = Фд + Фн + Ф,где Ф, Фв, Ф - потоки рассеивания, обусловленные протеканием тока в проводниках.Так как пути магнитных потоков в рулоне совмещены, то при 1 д + 1 о+ 1 = 0 магнитные потоки не замыкаются в магнитопроводе, взаимоиндукция отдельных проводников фаз и вторичной обмотки будет одинакова, а токи небаланса будут значительно снижены даже в случае неравномерно намотанной на магнитопровод вторичной обмотки,некоаксиально расположенных проводникови магнитопровода, произвольной формы магнитопровода и наличия в нем воздушных зазоров.Применение указанного трансформаторатока нулевой Последовательности в защитахот утечек тока позволит повышать электробезопасность и исключить случаи электротравматизма в разветвленных электрическихсетях за счет значительного снижения погрешности и упрощения изготовления трансформатора тока нулевой последовательности,1, Трансформатор тока нулевой последовательности, содержащий первичную цепь, выполненную в виде трех коаксиальных поверхностей, чередующихся по фазам, снабженных фазовыми выводами, разделенных диэлектриком. и охваченных магнитопроводом, на котором расположена вторичная цепь, отличающийся тем, что, с целью упрощения его выполнения и снижения небаланса тока, каждая из указанных поверхностей выполнена с направляющей в виде многовитковой спирали.2. Трансформатор тока нулевой последовательности по п. 1, отличающийся тем, что фазные выводы размещены равномерно по виткам первичной цепи. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Маврицын А. М. и др. Зашита от однофазного замыкания на землю в карьерах. М., Недра, 1968: с. 31 - 33.2. Авторское свидетельство СССР456335, кл. Н 02 Н 3/16, 1970.3. Ж. Электрические станции, 1975,7, с. 88 - 90.Составител Техред К. Ш Тираж 844 ЦНИИПИ Государственн по делам изобрете13035, Москва, Ж - 35,филиал ППП Патент г. Уько Ч,Вфрич мнтета открь ая на едактор Г. Волкова аказ 4373/14 ого к ний и Раушс ж город орректор Г, РешетнодписноеСССРтийб., д, 4/5Проектная, 4