Способ выполнения пояса роговского
Владельцы патента RU 2276374:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ульяновский государственный технический университет (RU)
Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к измерениям больших постоянных и переменных токов. Пояс Роговского, согласно предложенному способу выполнения, включает намотку обмотки, состоящую из n безвитковых и n витковых секторов, располагаемых равномерно по всей длине пояса Роговского с использованием разъемного неферромагнитного каркаса, при этом соединение секторов с витками последовательно. Кроме того, последние выполняют в виде плоских катушек, толщина которых равна диаметру намоточного провода, с использованием собственных неферромагнитных каркасов, которые располагают на разъемном неферромагнитном каркасе. Причем каркасы катушек выполняют в виде двух плоских оснований, на одном из которых делают спиралевидную канавку, а катушку образуют укладыванием намоточного провода в канавку, после чего производят соприкосновение обоих оснований и их фиксацию. Техническим результатом изобретения является упрощение изготовления собственных каркасов катушек и самих спиральных катушек пояса Роговского, повышение универсальности использования каркасов, а также обеспечение возможности использования пояса Роговского в установках высокого напряжения. 2 ил.
Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к измерениям больших постоянных и переменных токов в электроэнергетике.
Известен способ выполнения пояса Роговского (см. Шваб А., Измерение на высоком напряжении: Измерительные приборы и способы измерения, 1983 г. - С.155), заключающийся в намотке обмотки, расположенной на разъемном неферромагнитном каркасе.
Недостатком этого способа является наличие воздушных зазоров в местах соединения разъемного неферромагнитного каркаса, что влияет на точность измерения тока или магнитного потока.
Известен также способ выполнения пояса Роговского (см. полезная модель №8125, 6 G 01 R 19/00, опубл. в 1996 г.), в котором предусмотрено введение дополнительных безвитковых секторов, длина каждого из которых равна длине начального безвиткого сектора (обусловленного местом разъема неферромагнитного каркаса), расположенных равномерно вдоль пояса. Витковые секторы выполняются в виде многослойной обмотки, каждый слой которой необходимо наматывать виток к витку.
Недостатком данного способа является наличие погрешности (при измерении тока с помощью пояса Роговского) от наклона витка вследствие не равного нулю шага витков обмотки пояса и соответствующего наклонного положения витков. В итоге, погрешность измерения будет зависеть от угла между нормалью к поверхности витка и вектором магнитной индукции (т.е. от конфигурации магнитного поля), поэтому скомпенсировать ее невозможно.
Наиболее близким к заявляемому решению является способ выполнения пояса Роговского (см. патент №2223508, Россия, 7 G 01 R 19/00, опубл. 10.02.2004), в котором предлагается обмотку выполнять с использованием спиральных катушек, наматываемых на собственных каркасах. Этим устраняется наклон витков обмотки и повышается точность измерения. Такой способ выбран в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является сложность изготовления собственных каркасов спиральных катушек. Это выражается, в частности, в необходимости согласования диаметра провода и толщины прорези каркаса, что снижает универсальность использования каркасов (они подходят только для одного диаметра провода) и приводит к усложнению изготовления спиральных катушек. Кроме этого, устройство, выполненное в соответствии с прототипом, затруднительно использовать в установках высокого напряжения, поскольку витки обмотки соприкасаются друг с другом и сопротивление их изоляции при высокой напряженности электрического поля может быть недостаточным.
Технический результат - упрощение изготовления собственных каркасов катушек и самих спиральных катушек пояса Роговского, повышение универсальности использования каркасов, а также обеспечение возможности использования пояса Роговского в установках высокого напряжения.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе выполнения пояса Роговского, включающем намотку обмотки, состоящей из n безвитковых и n витковых секторов, располагаемых равномерно по всей длине пояса Роговского с использованием разъемного неферромагнитного каркаса, соединение секторов с витками последовательно, причем последние выполняются в виде плоских спиральных катушек, толщина которых равна диаметру намоточного провода, с использованием собственных неферромагнитных каркасов, которые располагаются на разъемном неферромагнитном каркасе; особенность заключается в том, что каркасы катушек выполняются в виде двух плоских оснований, на одном из которых делается спиралевидная канавка, а катушка образуется укладыванием намоточного провода в канавку, после чего производится соприкосновение обоих оснований и их фиксация.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружено аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем признакам заявленного изобретения, а определение из перечня аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «новизна».
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».
На фиг.1 изображена спиральная катушка с собственным каркасом, на фиг.2 изображен пояс Роговского.
Предлагаемый способ выполнения пояса Роговского может быть реализован следующим образом.
Витковые секторы пояса выполняются в виде плоских спиральных катушек, каждая из которых может быть выполнена следующим образом. Собственный каркас катушки образуется из двух плоских оснований 1 (фиг.1а,б), которые выполняются из неферромагнитного материала, например стеклотекстолита толщиной 1-2 мм. На одном из них делается спиралевидная канавка 2 толщиной dk, в которую укладывается намоточный провод диаметром dпр, в результате чего образуется спиральная катушка обмотки пояса. Из точек 3,4 делаются отводы 5 (фиг.1в) для соединения катушек между собой. После укладки провода основания 1 соприкасаются между собой и закрепляются (фиг.1в).
Такое выполнение собственного каркаса спиральной катушки имеет преимущества перед прототипом. Во-первых, исключается необходимость точного согласования толщины канавки и диаметра провода, т.е. достаточно выполнения более «мягкого», по сравнению с изготовлением прорези в прототипе, условия: dk≥dпр, что облегчает изготовление катушки и повышает универсальность использования каркасов (возможность применения каркаса с одним размером канавки для различных диаметров провода). Последнее является важным при серийном производстве. Во-вторых, канавку можно выполнить с некоторым шагом. Это увеличивает расстояние между соседними витками и сопротивление изоляции, что позволяет использовать пояс при измерениях на высоком напряжении.
Спиральные катушки равномерно располагаются вдоль пояса, т.е. закрепляются на разъемном неферромагнитном каркасе 6 (фиг.2). С помощью разъемного неферромагнитного каркаса производится охват токопровода, и производятся необходимые измерения (на фиг.2 токопровод не показан).
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет упростить изготовление собственных каркасов катушек и самих спиральных катушек пояса Роговского, повысить универсальность использования каркасов, а также обеспечить возможность использования пояса Роговского в установках высокого напряжения.
Вышеизложенное свидетельствует, что для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».
Способ выполнения пояса Роговского, включающий намотку обмотки, состоящей из n безвитковых и n витковых секторов, располагаемых равномерно по всей длине пояса Роговского с использованием разъемного неферромагнитного каркаса, соединение секторов с витками последовательно, причем последние выполняют в виде плоских катушек, толщина которых равна диаметру намоточного провода, с использованием собственных неферромагнитных каркасов, которые располагают на разъемном неферромагнитном каркасе, отличающийся тем, что каркасы катушек выполняют в виде двух плоских оснований, на одном из которых делают спиралевидную канавку, а катушку образуют укладыванием намоточного провода в канавку, после чего производят соприкосновение обоих оснований и их фиксацию.
