ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА Российский патент 2001 года по МПК H01F38/28 H01F27/28 H02H3/26 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам релейной защиты, предназначенным для защиты оборудования и людей при замыканиях на землю.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является изобретение по авт. свид. СССР N 522532, H 02 H 3/34. Прототип содержит коаксиальные первичные обмотки и отдельную вторичную обмотку, размещенную на том же сердечнике. Такое исполнение трансформатора тока характеризуется небольшой чувствительностью, т.к. ток небаланса, возникающий во вторичной обмотке, оказывается сравнимым с током замыкания на землю /приведенным к вторичной цепи/.

Целью изобретения является повышение чувствительности защиты и мощности сигнала во вторичной цепи.

Указанная цель достигается тем, что все три обмотки дифференциального трансформатора тока выполнены коаксиальными проводниками.

На фиг.1 изображена схема соединения обмоток одновиткового дифференциального трансформатора тока, выполненная на кольцевом ферромагнитном сердечнике, на фиг.2 представлен разрез по обмоткам этого трансформатора, на фиг. 3 дан многовитковый дифференциальный трансформатор тока на прямоугольном магнитопроводе.

Устройство /фиг.1/ состоит из ферромагнитного сердечника, 1, на котором размещены три коаксиально выполненные обмотки: вторичная W₂ и две первичных W₁ и W'₁ изолированные друг от друга и от корпуса тремя коаксиальными слоями изоляции 2,3,4. Изоляционный слой 2 разделяет обмотки W₂ и W'₁, слой изоляции 3 - обмотки W'₁ и W₁, слой 4 - обмотку W₁ от корпуса. /По существу, все три обмотки представляют из себя как бы коаксиальный кабель, в котором W₂ - жила, a W'₁ и W₁ - металлические экраны, используемые в данном случае в качестве проводников/. В качестве изоляции может использоваться несколько слоев изоляционного лака. Дифференциальный трансформатор тока может быть и многовитковым, как это показано на фиг. 3. Здесь, для упрощения, три коаксиальных проводника изображены одной линией.

Работает устройство следующим образом. При нормальной работе защищаемого объекта токи I₁ и I'₁ равны и не индуцируют в сердечнике 1 магнитодвижущей силы и магнитного потока, т.к. обмотки, по которым они протекают W₁ и W'₁ - коаксиальны, их результирующее действие на сердечник равно нулю. В случае, когда в защищаемом объекте произойдут замыкание на землю или корпус, в результате которого разность I₁ и I'₁ уже не будет равна нулю, в сердечнике наведется магнитный поток, пропорциональный этой разности, и во вторичной обмотке W₂, и нагрузке R_н возникнет ток, индицирующий это повреждение.

Сечение сердечника 1 должно выбираться из условия необходимого тока i₂, обеспечивающего срабатывание защиты. Это требуется для того, чтобы при случайном значительном увеличении разности токов I₁ и I'₁ вторичный ток i₂ оказался ограниченным насыщением сердечника I. Поэтому сечение сердечника для трансформатора тока, питающего чувствительные защитные устройства, обычно оказывается небольшим. Коэффициент трансформации такого трансформатора тока равен I, т. к. W₂ = W₁ = W'₁, что обуславливает очень высокую чувствительность при практически полном отсутствии тока небаланса за счет коаксиальности всей конструкции.

Технический результат - увеличение чувствительности и мощности выходного сигнала. Устройство состоит из ферромагнитного сердечника, на котором размещены три коаксиально выполненные обмотки, вторичная и две первичные, изолированные друг от друга и от корпуса тремя коаксиальными слоями изоляции. При нормальной работе защищаемого объекта результирующее действие первичных токов равно нулю. При замыкании на землю или корпус защищаемого объекта разность первичных токов наведет во вторичной обмотке ток. 3 ил.

Дифференциальный трансформатор тока, содержащий ферромагнитный сердечник с двумя первичными и одной вторичной обмотками, отличающийся тем, что все три обмотки выполнены в виде коаксиального кабеля с коаксиальными проводниками, изолированными друг от друга коаксиальными слоями изоляции, причем вторичная обмотка является его жилой.