Способ определения мгновенных значений токов в трехжильном кабеле без металлических покровов

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при построении устройств для бесконтактного измерения мгновенных значений токов в симметричном трехжильном кабеле без металлических покровов с круглыми жилами. В предлагаемом способе определения мгновенных значений токов в трехжильном кабеле без металлических покровов, включающем измерение напряженности магнитного поля над жилой кабеля, вычисление мгновенного значения тока в жиле, измерения проводятся тремя однокомпонентными датчиками напряженности магнитного поля, расположенными на расстоянии d над жилами кабеля перпендикулярно радиусу и трассе кабеля, а вычисление мгновенных значений токов в каждой жиле осуществляется по формулам:

;

;

;

где Н1, Н2, Н3 - напряженности магнитного поля, измеряемые с помощью однокомпонентных датчиков;

;

;

r1 - расстояние от центра жилы до поверхности кабеля; r2 - расстояние между центрами жил трехжильного кабеля; d - расстояние от поверхности кабеля до оси датчика. Техническим результатом является обеспечение возможности определения мгновенных значений токов в трехжильном кабеле без металлических покровов при расположении датчиков на расстоянии от кабеля. 1 ил.

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при построении устройств для бесконтактного измерения мгновенных значений токов в симметричном трехжильном кабеле без металлических покровов с круглыми жилами.

Известен способ бесконтактного измерения электрического тока (Патент РФ 2133473. Способ бесконтактного измерения электрического тока / Долгих В.В., Кириевский Е.В.). В способе бесконтактного измерения электрического тока, заключающемся в том, что в ферромагнитном сердечнике с помощью нанесенной на него первичной обмотки с измеряемым током создают основной магнитный поток, с помощью нанесенной на упомянутый сердечник вторичной обмотки с компенсирующим током создают встречный магнитный поток, причем знак производной компенсирующего тока периодически изменяют, а о величине измеряемого тока судят по значению низкочастотной составляющей компенсирующего тока, дополнительно упомянутое периодическое изменение знака производной компенсирующего тока осуществляют при выходе мгновенного значения этого тока из зоны, ограниченной значениями

Iмакс W1/W2+Hs⋅L/W2,

Iмин W1/W2-Hs⋅L/W2,

где Iмакс и Iмин - граничные значения заданного диапазона измерения тока;

W1 и W2 - количество витков соответственно первичной и вторичной обмоток;

Hs - напряженность магнитного поля в ферромагнитном сердечнике, соответствующая границе его насыщения;

L - длина средней магнитной силовой линии.

Недостатками данного способа являются необходимость дополнительного источника для создания компенсирующего тока во вторичной обмотке и отсутствие возможности определения мгновенных значений токов в трехжильном кабеле без металлических покровов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения мгновенного значения тока в одножильном кабеле (Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники, 1996 год, часть 1, стр. 23), заключающийся в измерении напряженности магнитного поля над одножильным кабелем, вычисление мгновенного значения тока в жиле по закону полного тока:

i(t)=2πRH,

где Н - измеряемая напряженность магнитного поля;

R - расстояние от оси одножильного кабеля до точки измерения напряженности магнитного поля.

Недостатком данного способа является отсутствие возможности определения мгновенных значений токов в каждой жиле трехжильного кабеля без металлических покровов.

Цель изобретения - обеспечение возможности определения мгновенных значений токов в трехжильном кабеле без металлических покровов при расположении датчиков на расстоянии от кабеля. Поскольку для измерения напряженности магнитного поля могут применяться датчики различной конструкции и размеров необходимо учитывать, что установить датчик непосредственно на поверхность кабеля не всегда представляется возможным.

Для достижения указанной цели в предлагаемом способе определения мгновенных значений токов в трехжильном кабеле без металлических покровов, включающем измерение напряженности магнитного поля над жилой кабеля, вычисление мгновенного значения тока в жиле, измерения проводятся тремя однокомпонентными датчиками напряженности магнитного поля, расположенными на расстоянии d над жилами кабеля перпендикулярно радиусу и трассе кабеля, а вычисление мгновенных значений токов в каждой жиле осуществляется по формулам:

;

;

;

где Н1, Н2, H3 - напряженности магнитного поля, измеряемые с помощью однокомпонентных датчиков;

;

;

r1 - расстояние от центра жилы до поверхности кабеля;

r2 - расстояние между центрами жил трехжильного кабеля;

d - расстояние от поверхности кабеля до оси датчика.

На фиг. представлена функциональная схема устройства, реализующая измерения по данному способу.

Устройство содержит три однокомпонентных датчика напряженности магнитного поля 1, 2 и 3, к датчикам подключены измерительные приборы 4, 5, 6, сигнал с которых подается на вычислительный блок 7, и индикатор 8.

Мгновенные значения токов в трехжильном кабеле без металлических покровов определяется следующим образом. Каждый из трех датчиков располагается на расстоянии d над жилой кабеля перпендикулярно радиусу и трассе кабеля. Напряженность магнитного поля от токов в жилах кабеля преобразуется однокомпонентными датчиками напряженности магнитного поля 1, 2 и 3 в напряжения U1, U2 и U3, которые подаются на вход измерительных приборов 4, 5 и 6, сигнал с которых в свою очередь подается на вычислительный блок 7, затем на индикатор 8.

Расстояние d следует выбирать в соответствии с законом полного тока.

Определение мгновенных значений токов в трехжильном кабеле без металлических покровов производится следующим образом. Напряженность магнитного поля от токов в жилах преобразуется датчиком напряженности магнитного поля в напряжение и с коэффициентом преобразования K, т.е.

u=KH.

Напряженность магнитного поля в точке измерения определяется по принципу суперпозиции полей от токов в жилах кабеля. Тогда мгновенное значение напряжения на выходе первого датчика напряженности магнитного поля равно:

,

где i1(t), i2(t), i3(t) - мгновенные значения токов в жилах трехжильного кабеля,

r1 - расстояние от центра жилы до поверхности кабеля;

;

r2 - расстояние между центрами жил трехжильного кабеля;

d - расстояние от поверхности кабеля до оси датчика;

.

Мгновенное значение напряжения на выходе второго датчика напряженности магнитного поля равно:

.

Мгновенное значение напряжения на выходе третьего датчика напряженности магнитного поля равно:

.

Из приведенных выражений, зная расстояния r1, r2 и d, находим:

;

;

;

где Н1, Н2, H3 - напряженности магнитного поля, измеряемые с помощью однокомпонентных датчиков;

;

;

r1 - расстояние от центра жилы до поверхности кабеля;

r2 - расстояние между центрами жил трехжильного кабеля;

d - расстояние от поверхности кабеля до оси датчика.

В данном способе измерения проводятся тремя однокомпонентными датчиками напряженности магнитного поля, расположенными на расстоянии d над жилами кабеля перпендикулярно радиусу и трассе кабеля, что позволяет определить мгновенные значения токов в трехжильном кабеле без металлических покровов при расположении датчиков на расстоянии от кабеля.

Способ определения мгновенных значений токов в трехжильном кабеле без металлических покровов, включающий измерение напряженности магнитного поля над жилой кабеля, вычисление мгновенного значения тока в жиле, отличающийся тем, что измерения проводятся тремя однокомпонентными датчиками напряженности магнитного поля, расположенными на расстоянии d над жилами кабеля перпендикулярно радиусу и трассе кабеля, а вычисление мгновенных значений токов в каждой жиле осуществляется по формулам:

где Н1, Н2, Н3 - напряженности магнитного поля, измеряемые с помощью однокомпонентных датчиков;

r1 - расстояние от центра жилы до поверхности кабеля;

r2 - расстояние между центрами жил трехжильного кабеля;

d - расстояние от поверхности кабеля до оси датчика.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к измерениям параметров электросетей, в частности к определению фазоров напряжения и тока в электрической сети среднего напряжения точным образом без необходимости в усложненных датчиках, и к определению и мониторингу мощности, развиваемой каждым из проводников, с использованием средств, обычно имеющихся в электрических сетях среднего напряжения.

Предлагаемое изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к области электрических измерений, и может быть использовано в качестве измерительного средства высокого напряжения на высоковольтных линиях электропередач.

Группа изобретений относится к области электрических измерений, в частности к высокоточным устройствам измерения постоянного и переменного напряжения на основе резистивных делителей.

Измеритель содержит источник света и установленные последовательно многомодовое оптическое волокно, первый поляризатор, активный элемент ячейки Фарадея, второй поляризатор, плоскость пропускания которого составляет угол ±45° с плоскостью поляризации первого, собирающую линзу, второе многомодовое оптическое волокно и фотоприемник, а также линейный усилитель сигнала фотоприемника, блок преобразования сигналов и индикатор результатов измерения.

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к способам высокоточной (менее 1 мс) синхронизации измерений в интеллектуальных электронных устройствах, векторных регистраторах, объединяющих устройствах, оптических трансформаторах напряжения, интеллектуальных счетчиках электроэнергии и других измерительных устройствах, присоединенных к общей электрической сети и имеющих канал измерения напряжения в точке присоединения к сети, внутренние часы, электронные или микропроцессорные вычислительные устройства, реализующие алгоритм синхронизации и возможность двухстороннего обмена информацией с интегрирующими их системами верхнего уровня или между собой.

Изобретение относится к космической технике. Датчик для исследования потоков метеороидных и техногенных частиц в космическом пространстве выполнен в форме куба, все грани которого являются составными детекторами, состоящими из внешних и внутренних чувствительных элементов, внешние чувствительные элементы изготовлены из тонкой пленки, на которую нанесено множество ячеек с токопроводящими дорожками, а внутренние чувствительные элементы - из объемно поляризованной пленки PVDF.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для прецизионного измерения широкого диапазона токов. Технический результат: повышение устойчивости работы электронного трансформатора тока при воздействии электромагнитных полей и других дестабилизирующих факторов, а также улучшение его метрологических характеристик.

Изобретение относится к способу синхрофазорного измерения для использования в устройстве измерения фазоров (PMU) Р-класса. Упомянутый способ измерения основывают на математической модели динамического фазора.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению поверхностных токов на цилиндрических и других сложных по форме поверхностях из немагнитных проводящих материалов.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к датчикам тока и напряжения. Предложен оптико-электронный датчик тока и напряжения, в котором имеется первичный преобразователь, кодирующий блок, канал связи между стороной высокого напряжения и потенциалом земли, приемный блок и блок питания в виде канала передачи энергии со стороны потенциала земли, состоящий из батареи светоизлучателей, силовых оптических каналов, батареи фотоприемников и стабилизатора напряжения.

Использование – в области электротехники. Технический результат – снижение потерь и повышение надежности контактора. Настоящее изобретение относится к способу 60 в блоке 12 управления для замыкания контактора 1. Блок 12 управления выполнен с возможностью обеспечения перемещения между замкнутым положением и разомкнутым положением за счет возбуждения катушки 6 электромагнитной схемы. Способ 60 содержит подачу 61 напряжения на катушку 6; определение 62, в течение первого периода времени, тока, протекающего через катушку 6, и напряжения на катушке 6 и оценку на этом основании параметров модели для модели, предсказывающей поведение тока, протекающего через катушку 6, как если бы контактор 1 оставался в разомкнутом положении, и измерение 63, после окончания первого периода времени, тока, протекающего через катушку 6, и определение 64 разности между, с одной стороны, измеренным током и, с другой стороны, предсказанным током модели, и повторение измерения 63 и определения 64 до тех пор, пока не будет обнаружено изменение состояния с разомкнутого положения на замкнутое положение с помощью разности токов. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к крепежному элементу для сенсора тока и направлено на сокращение ручного труда при монтаже. Крепежный элемент имеет стопорное устройство, а также фланцевую область для крепления сенсора тока в вертикальном положении на крепежной поверхности. Фланцевая область имеет опорную поверхность и/или опорную планку, которые лежат в первой плоскости, крепежный элемент имеет также зажимную поверхность, на которой отформовано стопорное устройство. Зажимная поверхность лежит во второй плоскости, и при этом эти две плоскости имеют общий угол (α) пересечения, который составляет больше 90,25°. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к устройствам передачи сигналов от аналоговых датчиков к измерительной системе и может использоваться в стационарных комплексах непрерывного контроля различных физических величин. Технический результат - повышенная помехоустойчивость, надежность, достоверность функционирования элементов, имеющих более низкие рабочие напряжения. Система передачи сигналов от датчиков с аналоговым выходом по двухпроводной линии связи содержит датчик с аналоговым выходом, вход управления узла с управляемым сопротивлением, выход которого соединен с первым концом одного из проводов двухпроводной линии, вторые концы которых соединены с первым и вторым контактами приемного узла, который содержит токоприемный резистор, а также источник постоянного напряжения, отрицательная шина которого является общей шиной приемного узла, а первый конец второго провода двухпроводной линии соединен с общим выводом датчика с аналоговым выходом, вывод питания которого соединен с первым концом первого провода двухпроводной линии. Приемный узел содержит токоприемный усилитель, входы которого соединены с выводами токоприемного резистора, а выход является выходом сигнала. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к устройствам контроля и сигнализации, а именно к устройствам контроля наличия высоковольтного напряжения на электропоезде постоянного тока. Устройство содержит светодиод и электрическую цепь, включающую последовательно соединенные резистор, обмотку первого электромагнитного реле и диод. Оно дополнительно снабжено вторым и третьим электромагнитными реле и микроконтроллером, предназначенным для обработки сигналов с датчиков напряжения контактной сети. Обмотка второго реле подключена к выходу микроконтроллера. Светодиод включен последовательно с контактами первого и второго электромагнитных реле. Параллельно упомянутой электрической цепи включена электрическая цепь, содержащая контакт третьего электромагнитного реле, выполняющего функции контроля наличия напряжения питания пульта управления электропоездом. Технический результат заключается в обеспечении возможности индикации наличия высокого напряжения при неработающих цифровых цепях и выключенном пульте управления. 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для оценки поляризационного потенциала подземных трубопроводов в процессе их электрометрического обследования.Сущность заявленного технического решения заключается в том, что предлагается в способе измерения поляризационного потенциала стального трубопровода изменение тока поляризации осуществлять путем изменения сопротивления электрической цепи, состоящей из последовательно соединенных первого, второго и третьего резисторов и подключенной к двум входам схемы измерения поляризационного потенциала трубопровода, соединенным соответственно с пунктом измерения и электродом сравнения, при этом вначале усиливают и измеряют падение напряжения U1 от протекающего тока поляризации на первом и втором резисторах, подключенных к выходу пункта измерения, а далее увеличивают ток поляризации путем шунтирования первого и второго резисторов электрической цепи, измеряют усиленное падение напряжения U2 и определяют поляризационный потенциал Up по формуле где R1 - сопротивление первого резистора, подключенного к выходу пункта измерения; R 2 - сопротивление второго резистора; R 3 - сопротивление третьего резистора, подключенного к выходу электрода сравнения; Ky - коэффициент усиления падения напряжения; Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности измерения поляризационного потенциала без изменения энергетических параметров станции катодной защиты и достоверности сведений о защищенности стальных трубопроводов. 2 ил.

Изобретение относится к электрическому оборудованию для измерения (масштабного преобразования) величин переменного тока и напряжения. Устройство измерения переменного тока и напряжения с гальванической развязкой содержит электромагнитный трансформатор тока, трансформатор тока с воздушным сердечником или с сердечником из ферромагнетика с сосредоточенным или рассредоточенным немагнитным зазором, аналого-цифровой преобразователь с оптическим выходом преобразованного сигнала, блок питания, оптическое стеклянное волокно (оптоволоконный кабель) или оптический канал связи, блок питания, цифро-аналоговый преобразователь с оптическим входом, делитель напряжения, устройство согласования выхода с трансформаторной гальванической развязкой. Для питания аналого-цифрового преобразователя применяются фотопреобразователь, излучатель светового потока и световоды, или приемная катушка совместно с катушкой передачи энергии с генератором для создания резонансной частоты. Технический результат – расширение диапазона измеряемых токов от нуля до 40-60 крат от номинального, упрощение устройства, повышение надежности, возможность работы устройства в составе систем защиты цепи от токов короткого замыкания. 2 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при построении устройств для бесконтактного измерения мгновенных значений токов в симметричном трехжильном кабеле без металлических покровов с круглыми жилами. В предлагаемом способе определения мгновенных значений токов в трехжильном кабеле без металлических покровов, включающем измерение напряженности магнитного поля над жилой кабеля, вычисление мгновенного значения тока в жиле, измерения проводятся тремя однокомпонентными датчиками напряженности магнитного поля, расположенными на расстоянии d над жилами кабеля перпендикулярно радиусу и трассе кабеля, а вычисление мгновенных значений токов в каждой жиле осуществляется по формулам: ; ; ;где Н1, Н2, Н3 - напряженности магнитного поля, измеряемые с помощью однокомпонентных датчиков; ; ;r1 - расстояние от центра жилы до поверхности кабеля; r2 - расстояние между центрами жил трехжильного кабеля; d - расстояние от поверхности кабеля до оси датчика. Техническим результатом является обеспечение возможности определения мгновенных значений токов в трехжильном кабеле без металлических покровов при расположении датчиков на расстоянии от кабеля. 1 ил.

Наверх