Датчик тока

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

«i> 789770 (63) Дополнительное к авт. саид-ву

{5gy Кл 3 (22) Заявлено 150574 (21) 2023623/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 231280. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 23. 12. 80

G 01 R 19/00

ГосударствеиинЯ комитет

СССР во делам изобретеииЯ и открытиЯ

{53) УДК 621. 317. 3 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. Г. Жуковский, И. И. Калинин и E В. (71) Заявитель (54) длтчик тока

Указ анная цель достигается тем, что преобразователи Холла соединены между собой последовательно одноименными потенциальными электродами, 5 свободные электроды первого и восьмого преобразователей подключены ко входу усилителя, первый, четвертый, седьмой и шестой преобразователи установлены перпендикулярно

10 одной из граней проводника с током одноименными потенциальными электродами в сторону граней, второй, третий, восьмой и пятый-преобразователи установлены идентичным образом у

15 противоположной грани, причем первый, второй, пятый и шестой преобразователи расположены на краях граней,а остальные около центра.

На чертеже схематично изображен

20 датчик тока.

Датчик тока содержит восемь 1-8 преобразователей Холла (ПХ),расположенных около линии 9 с измеряемым током. Первичная обмотка (W,) транс25 форматора 10 подключена к выходу генератора 11 тока (напряжения), а вторичные обмотки (W ) подключены к токовым электродам соответствующих ПХ. Соединенные между собой пре30 образователи двумя свободными конИзобретение относится к электро-технической промышленности и может быть использовано в качестве датчика для релейных защит мощных низковольтных сетей автономных энергосистем.

Известен датчик .больших токов, использующий контур иэ параллельн соединенных преобразователей Холла, равномерно размещенных по окружности вокруг шины с измеряемым током. Выход измерительного контура подключен к усилителю (1) .

Недостатком известного устройства является высокая чувствительность к помехам, достигающим большого уровня при наличии токов короткого замыкания в шинах соседних фидеров, расположенных вблизи шины с измеряемым током. Кроме этого, равномерное раэ;мещение преобразователей Холла по окружности приводит к необходимости использования кольца иэ диэлектрика с диаметром почти вдвое превышающим размер широкой грани шины, что делает невозможным применение известного устройства в случае. близкого расположения шин соседних фидеров.

Цель изобретения — повыаение помехозащищенности.

ОКБ средств автоматики и технической:кибернетики при Новочеркасском политехническом институте

789770 цами подключены ко входу усилителя

12.

Группы преобразователей 1,4,7 и б и 2,3,8 и 5 расположены симметрично относительно оси поперечного сечения шины параллельной ее узкой грани.

ПХ в каждой группе расположены параллельно один над другим и перпендикулярно шине 9 в одной плоскости поперечного сечения шины. При этом

ПХ 4 и 7 первой группы и ПХ 3 и 8 второй группы установлены около центра соответствующей узкой грани, а ПХ 1 и 6 первой группы и ПХ 2 и 5 второй группы установлены на краях соответствующей узкой грани на уровнях широких граней.

Для обеспечения гальванической развязки ПХ по токовым цепям используется трансформатор 10 с восемью вторичными обмотками И, которые включены таким образом, что токи в токовых цепях ПХ протекают в одном и том же направлении.

Генератор 11 переменного тока, питающий первичную обмотку трансформатора 10,выполняет также роль модулятора сигналов ПХ.

ПХ 4 и 7 и 3 и 8 служат непосредственно для измерения тока,протекающего по шине 9. ПХ 3 и 6 и 2 и 5 служат для компенсации помех.

Силовые линии магнитного поля измеряемого тока входят в плоскости

ПХ 4 сверху, а ПХ 3 снизу или наоборот, т.е. сигналы на этих выходах равны, но имеют разные знаки.Соединение ПХ 4 и 3 последовательно и встречно, т.е. одноименными электродами, приводит к суммированию сигналов обоих ПХ, причем сумма пропорциональна величине измеряемого тока.

При размещении шины с током помехи параллельно узкой грани измеряемой шины на расстоянии, соизмеримом с расстоянием между ПХ 4 и 3 ток помехи становится соизмеримой с полезным сигналом от измеряемого тока.

Компенсация помехи осуществляется

g помощью ПХ 1 и 2, соединенных между собой таким образом, как и ПХ 3 и 4 и расположенных над ними. Для компенсации помехи обе пары ПХ 3 и 4 и 1 и 2 соединены последовательно и встречно.

Для компенсации помехи при расположении ее источника над (под) собственной шиной импользуется ПХ 5-8, включенные между собой так же как и .соответствующие ПХ 1-4. Соединяя

ПХ. 1-4 и 5-8 так,.чтобы их напряжения от поля помехи, источник которой на5 IO

20 ходится над (под) собственной шиной вычитались, получаем полную компенсацию помехи.

Такое соединение ПХ является встречным по отношению к полю помехи и согласным по отношению полю измеряемого тока.

Таким образом, датчик тока обеспечивает компенсацию помех при любом расположении их источника относительно датчика и на малом расстоянии от него.

Такое расположение ПХ позволяет уменьшить габариты измерительного кон. тура датчика по сравнению с известным устройством и приблизить их к габариту поперечного сечения охватываемой шины с током. Кроме того, предлагаемый датчик может быть использован для измерения так же и переменного тока промышленной частоты, так как картина поля переменного тока при низких частотах и постоянного тока практически не отличаются.

Формула изобретения

Датчик тока, содержащий восемь преобразователей Холла, токовые электроды которых подсоединены к одноименным концам вторичных обмоток трансформатора, первичная обмотка которого подключена к выходу генератора тока,и усилитель, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, преобразователи Холла соединены между собой последовательно одноименными потенциальными электродами, свободные электро ды первого и восьмого преобразователей подключены ко входу усилителя, первый, четвертый, седьмой и шестой преобразователи установлены перпендикулярно одной из граней проводника с током одноименными потенциальными электродами в сторону граней, второй, третий, восьмой и пятый преобразователи установлены идентичным образом у противоположной грани, причем первый, второй, пятый и шестой преобразователи расположены на краях граней, а остальные около

-центра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Серков В.В. Измерение больших постоянных токов интегрирующим контуром, основанном на эффекте

Холла. — "Приборы и техника эксперимента", 9 1, 19б2.

789770 !

О

Составитель В. Мамаев

Редактор Г. Волкова .Техред! И.Граб Корректор,Л. Иван !

Заказ 9026/39 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,ул. Проектная,4