Измерительный трасформатор тока

 

(I ц 688929

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

-! (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.09.77 (21) 2523593/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.09.79. Бюллетень № 36 (45) Дата опубликования описания 30.09.79 (51) М. Кл.

Н 01F 40/06

Государственный комитет (53) УДК 621.314.224 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

E Я. Астахов, Н. Г. Беручев и О. П. Печерский (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА

Изобретение относится к технике ускорения заряженных частиц, а именно к устройствам измерения изменяющвгося во времени тока, и предназначено для измерения на ускорителях формы и величины тока нанои микросекундной длительности.

Известны устройства (шунты) для измерения формы и величины тока нано- и микросекундной длительности (1).

Недостатками шунтов и особенно шунтов с диаметрами порядка 1 — 4 м являются сложность конструкции, обусловленная необходимостью включения шунта в разрыв токопровода и создания непосредственного электрического контакта шунта с контролируемой цепью; малые широкополосность и точность измерения, увеличение которых связано с необходимостью уменьшения постоянной времени шунта.

Однако выполнить шунт с индуктивностью 10 " Г затруднительно, а увеличение сопротивления при измерении токов в сотни килоампер ведет к нагреву шунта, что вызывает нестабильность сопротивления.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Наиболее близкое к изобретению техническое решение — трансформатор тока, содержащий тороидальный экран прямоугольного поперечного сечения, состоящий из двух частей (основание и крышка) с прорезью для предотвращения закорачивания вторичной обмотки трансформатора, вторичную обмотку с сердечником, демпфпрующие и нагрузочные резисторы (2). Этот трансформатор обеспечивает большую точность измерения и позволяет проводить измерения без непосредственного электрического контакта с контролируемой цепью, благода 0 ря чему создается развязка по высокому напряжению и устраняется влияние паразитных токов в цепях заземления.

Для такого трансформатора характерны сложность конструкции, особенно прп диа15 метрах 1 — 4 м и более; недостаточная точность измерения токов порядка сотен килоампер из-за повышения погрешности вследствие увеличения потерь в сердечнике, изменения магнитной проницаемости и сопро20 тивления обмотки.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что трансформатор тока, содержащий экран с прорезью

25 для предотвращения закорачивания вторичной обмотки трансформатора, вторичную обмотку с сердечником, демпфирующие и нагрузочный резисторы, выполнен в виде отрезка тора, длина которого равна от (/з

30 до /2 длины тора.

688929

5 0

На чертеже показан предлагаемый трансформатор тока.

Трансформатор содержит неразборный токопроводящий экран 1 круглого поперечного сечения с прорезью для предотвращения закорачивания вторичной обмотки, вмонтированной в экран сердечника 2, с изоляцией 3 и вторичной обмоткой 4. Длина сердечника 2 меньше длпны экрана 1 на диаметр поперечного сечения экрана, что способствует сведению паводок на сердечнике до минимума. Демпфирующие сопротивления 5 включены между шиной б, соединенной с экраном 1 и обмоткой 4 через одинаковое число витков. Нагрузочный резистор

7 подключен к концам обмотки 4 и высокочастотному кабелю 8 для передачи сигнала на индикатор.

Измерительный трансформатор тока располагается в районе заземленного электрода ускорителя или обратного токопровода, выполняющих функцию первичной обмотки.

Ток в первичной обмотке i, (t) обычно контролируется по выходному напряжению вторичной обмотки, для чего к вторичной обмоске подключается нагрузочное сопротивление R где W> и W> — число витков в первичной и вторичной обмотках.

Чувствительность измерительного трансформатора (передаточный импеданс) при этом есть отношение вых

i(Из предположения, что в идеальном трансформаторе тока сопротивление, вносимое в первичную обмотку R, является активным пр — (Ra + Rs) где Rz — сопротивление вторичной обмотки, следует, что при W /Wq<<1 величина R > может быть черезвычайно малой, т. е. измеряемые токи значительно большимн, чем токи, измеряемые шунтами.

Измерительный трансформатор тока обеспечивает большую точность измерения, что является следствием уменьшения коэффициента деления по току потерь в обмотке и

35 сердечнике из-за нагрева. Это видно из рассмотрения формул для определения отношения токов в первичной i> и вторичной

i> обмотках при идеальных условиях трансформации, т. е. при отсутствии потерь в сердечнике и значительном превышении в обмотках реактивных сопротивлений над активными.

Для трансформатора тока, выполненного в виде части тора длиной 1 при равномерном распределении тока по окружности электрода ускорителя, на котором измеряется ток, коэффициент деления по току

i> W, 2 r

% где r — радиус тора.

Ток во вторичной обмотке, определяющий коэффициент деления по току и потери из2-..r за нагрева, будет в раз меньше. Кро1 ме того, происходит дополнительное снижение потерь за счет того, что длина вторичной обмотки на части тора при одинаковом числе витков меньше, чем на целом торе прототипа.

Трансформатор также имеет лучшие эксплуатационные характеристики, так как более прост конструктивно, при изготовлении, при сборке и имеет меньшую стоимость.

Измерительный трансформатор тока, длина которого составляет от 1/8 до 1/2 длины тора, выполняется из изогнутого по радиусу отрезка трубы, внутрь которой с ее торца вставляются обмотки с сердечником, демпфирующие и нагрузочный резисторы.

Формула изобретения

Измерительный трансформатор тока, содержащий сердечник с вторичной обмоткой, экран с прорезью, демпфирующпе и нагрузочный резисторы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, трансформатор выполнен в виде отрезка тора, длина которого равна от 1/8 до 1/2 длины тора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Воробьев А. А. Высоковольтное испытательное оборудование и измерения. Госэнергоиздат, 1960.

2, Андерсон Джон М. Широкополосные трансформаторы тока. «Приборы для научных исследований» № 17, 1971, с. 3.

688929

Составитель В. Мясникова

Редактор Т. Рыбалова Техред Н. Строганова Корректоры: Л. Орлова и Л. Брахннна

Заказ 2208/4 Изд. Иа 576 Тираж 923 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2