Трансформатор тока

 

ТРАНСФОРМАТОР ТОКА, содержащий токоведущую шину с двумя отверстиями , сквозь которые проходит ферромагнитный замкнутый сердечник с измерительной обмоткой, отличающийся тем, что, с целью расширения пределов измерениятока, токоведущая шина выполнена в виде круга с центральной перемычкой и установлена с возможностью .вращения относительно диаметрально расположенных токосъемных выводов. :СЛ сл ;о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ф

„„BU„„1051597 А

1(5П Н 01 F 40/Об

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3448387/24-07 (22) 04.06.82 (46) 30.10.83. Бюл. М 40 (72) В.В.Бысов и.Г.A.Ïëåòåíåâ (53) 621.314.224.8(088.8) (56) 1. Касаткина A.C. и Перекалина М.П. Электротехника.

М.-Л., Госзнергоиэдат, 1955, с. 193-196.

2.Авторское свидетельство ССОР

9 506068, кл. Н Ol F 40/96, 1974.

3. Патент Швейцарии 537085, кл. H F 40/ 06, 1973 ° (54)(57) ТРАНСФОРМАТОР ТОКА, содержаций токоведушую шину с двумя отверстиями, сквозь которые проходит ферромагнитный замкнутый сердечник с измерительной обмоткой, о т л ич а ю ш и и с. я тем, что, с целью расширения пределов измерения тока, токоведушая шина выполнена в виде круга с центральной перемычкой и установлена с воэможностью врашения относительно диаметрально расположен ных токосъемных выводов.

1051597

:!зобретение относится к измерительной технике, в частности к измерительным трансформаторам тока,, и может найти широкое применение в системах контроля тока силовых цепей технологических процессов производства.

Известен измерительный трансформатор тока, состоящий из замкнутого ка включается последовательно в линию с потребителем, а вторичная нагружается измерительным прибором. Поскольку измерительные токовые цепи имеют очень малое сопротивление, то трансформатор тока работает в режиме короткого замыкания. Напряжение вторичной обмотки трансформатора тока уравновешивается падением напряжения на относительно малом сопротивлении из20 мерительного прибора. Малому значению падения напряжения соответствует малая электродвижущая сила этой обмотки, а следовательно, и малое з начение потока в сердечнике трансформатора. Поэтому в уравнениях намагничиваюшей силы трансформатора тока этой величиной обычно пренебрегают и считают, что н трансформаторах тока отношение первичного тока к вторичному обратно пропорционально отношенкю количества витков обмоток Р1 ).

Однако при увеличении сопротивления но вторичной цепи трансформатора тока происходит увеличение значения oàìàãничиваюшей силы сердечника, нарушается условке точной работы трансформатора, Поэтому у трансформатора тока обязательно указывается допустимое наибольшее сопротивление вторичной цепи<на которое

40 можно э амыкать его вторичную обмотку, чтобы не выйти за пределы допустимой погрешности.

Если но время работы трансформатора тока разомкнуть его вторичную обмотку, то вторичный ток в нем станет равным нулю, а первичный не изменится, Следовательно, весь поток первичной обмотки станет намагничивающим. Резкое увеличение намагничинающегo тока вызовет резкое унеличение потерь. Наступит перегрев трансформатора, возможно нарушение изоляции и т.д, Кроме того, но вторичной обмотке трансформатора тока резко возрастает электродвижущая сила (до кЕ ), что опасно для обслуживающего персонала.

Известен также трансформатор тока, содержащий неразрезной магнитопровод, первичную и вторичную обмотки, Вторичная обмотка имеет средний вывод, K одному из выводов обмотки и середине вывода подключено бал магнитопровода, на котором располагаются первичная и вторичная обмотки. !О

Первичная обмотка трансформатора толастное сопротивление, Созданный магнитный поток в сердечнике магнитопровода током первичной обмотки уравновешивается магнитными потоками,созданными токами всей вториlloA обмотки, т,е. протекаюшим через измеритель тока, и дополнительным током полонины обмотки, протекающим через балластное сопротивление. Наличие дополнительного балластного сопротивления шунтирует сопротивление нагруз. ки и позволяет несколько расширить предел изменения сопротивления изме рительной токовой це;;и. 2).

Недостаток устройства заключается в том, что оно усложняется дополнительным конструктивным элементом балластным сопротивлением.

Наиболее близким к предлагаемому является измерительный трансформатор, предназначенный для измерения напряжения, пропорционального измеряемому току. Устройство состоит из токонедущей металлической шины с двумя отверстиями и ферромагнитного замкнутого сердечника с измерительной обмоткой. Ферромагнитный сердечник проходит через оба отверстия в шине, Отверстия в шине в зависимости от величины контролируемого тока могут быть расположены таким образом, что угол между прямой, соединяющей центры отверстий, и продольными кромками металлической шины может лежать в пределах 0-90 о

По металлической шине проходит силовой измерительный ток. Часть тока„ проходящего по сечению между отверстиямк, наводит магнитный поток в сердечнике трансформатора, который создает сигнал в измерительной обмотке и наводит ток в токоведушей шине, являющийся противопотоком по

orношению к измеряемому, Таким образом, токоведушая шина является одновременно и короткозамкнутым витком измерительного трансформатора.

Поскольку сопротивление короткозамкнутого нитка очень мало по неличкне, то разность между намагничивающим сердечник потоком и размагничивающим очень мала, Эта разность обеспечивает линейную зависимость между измеряемым током и выходным сигналом довольно в широких пределах диапазона контролируемого тока.

Р зависимости от угла расположения отверстий IG отношению к кромкам шины величина тока, образуюшего магии г <ьдй поток в сердечнике трансформатора при пост: я«ной величине общего контролируемо о тока, различна, "-<то дает возможность у тананливать определенную нормализованную величину измерительного сигнала при различных пределах величины контролируемотока (3 ), 1051597

Недостатком известного устройства является то, что конструкция его не обеспечивает плавной настройки на конкретный диапазон контролируемого тока. Отверстия в шине выполняются для вполне конкретного тока. Кроме того, выполнить точно расположения отверстий для различных пределов контролируемого тока сложно, так как зависимость проходящего между отверстиями тока и углом, образован- 10 ным осевой линией проходящей через центры отверстий и образующей стороны шины, нелинейна и носит закон сину соиды.

Цель изобретения — расширение пре- 15 делов измерения трансформатора тока.

Поставленная цель достигается тем, что токоведующая шина,выполнена в виде металлического круга с центральной перегородкой и установкой его c возможностью вращения относительно диаметрально расположенных токосъемных выводов °

На фиг, 1 представлено устройство, разрез; на фиг. 2 — то же, вид сверху. устройство состоит из металлического круга 1 с центральной перемычкой 2, выполненного, например, иэ алюминия или меди, ферромагнитного замкнутого сердечника 3 с измерительной обмоткой 4, установленного на ЗО центральной перемычке 2, диаметрально расположенных по краям кр.га токосъемных выводов 5, основания 6 и зажимных болтов 7.

Токосъемные выводы 5 с помощью эажимных болтов 7 крепят к основанию 6. По краю круга в пределах

0-90о может быть размещена шкала в градусах или в величинах контролируемого тока. На одной иэ клемм располагают показывающую стрелку.

Устройство работает следующим образом.

Через цепь токосъемных выводов 5 трансформатора тока пропускают контролируемый ток. Измерительную обмотку 4 подключают к измерителю, В контролируемой цепи устанавливают максимальный ток диапазона измерения. Путем поворота металлического круга в пределах шкалы на измерителе устанавливают необходимую величину выходного сигнала. Положение круга фиксируют с помощью эажимных болтов 7. На этом заканчивают настРойку, Круг с перемычкой образует мост, состоящий иэ сопротивлений участков круга между токосъемными выводами и концами перемычки. Сама перемычка включена в диагональ моста. В зависимости от разбаланса моста изменяется и величина тока, протекающего через диагональ, т.е. перемычку. Так как от поворота круга пропорционально изменяется и длина дуг отрезков плеч моста, то пропорционально углу изменяется и величина тока в перемычке, что положительно сказывается на удобстве настройки измерительного устройства.

Таким образом, в предлагаемом устройстве применение части токоведущей шины в виде круга с перемычкой, на которой установлен ферромагнитный замкнутый сердечник с обмоткой, наряду с фиксацией круга между двумя токосъемными диаметраль. но расположенными зажимами обеспечивает расширение предела измерения тока.

Применение предлагаемого у -.тройства в промышленности позволит получить экономический эффект эа счет возможности оснащения систем контроля однотипными измерительными устройствами, что повысит надежность эксплуатации и улучшит удобство обслуживания системы.

BHHHIIH Заказ 8677/51

Тираж 703 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Уж город, ул . Ilpoe к т на я, 4