Бесконтактный датчик тока Советский патент 1990 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к приборам для измерения токов, в частности для измерения постоянного, переме.нно- го или импульсного тока в высоковольтных цепях с помощью бесконтактного датчика тока.

Цель изобретения - расширение диапаздна измеряемых токов.

На фиг.1 показано взаимное рас- положение электродов в поперечном сечений бесконтактного датчика тока; на фиг.2 - зависимости изменения выходных сигналов датчика тока при изменении измеряемого тока.

Датчик тока (фиг.1) содержит плоский двусторонний катод 1, кольцевые аноды 2, кольцевой баллон 3, сигнальный анод 4, предназначенный для перехвата электронного потока 5.

Представленная на фиг.2 зависимость 6 характеризует изменение в процессе изменения измеряемого тока выходного сигнала датчика тока в цепи кольцевых анодов, а зависи- мость 7 - изменение при тех же условиях выходного сигнала в цепи сигнального анода.

Бесконтактный датчик тока предлагаемой конструкции работает следу- ющим образом.

Катод 1 эмитирует электронный поток 5, который при нормальных условиях работы датчика тока попадает на кольцевые аноды 2, формируя в их цепи выходной сигнал, характеризующий значение измеряемого тока. Зависимость 6, характеризующая изменения выходного сигнала датчика тока при изменении величины измеряемого тока, имеет максимум при предельном измеряемом токе, а затем при увеличении величины измеряемого тока падает.

При приближении величины измеряв- мого тока к предельному значению часть электронов электронного потока 5, отклоняясь, не попадает на кольцевые аноды 2, а частично попадает в межэлектродное пространство, частично оседает на кольцевом баллоне 3. Поскольку в конструкции датчи- ка тока предусмотрен сигнальный анод 4, на который подается небольшое положительное напряжение, часть электрнов электронного потока 5, которая не попадает на кольцевые аноды 2, попадает на сигнальный анод 4, фор- мируя в его цепи сигнал, величина

0

5

Q

0

0

которого достигает максимального значения при предельном значении измеряемого тока и в дальнейшем не меняется при увеличении измеряемого тока до величины, в 1,5 и более раз превышающей значение предельного измеряемого тока (фиг.2 зависимость 7).

Были проведены сравнительные испы- лания бесконтактного датчика тока ЭДТ5-2000 известной конструкции, предельный измеряемый ток которого составлял 2300 А, и бесконтактного датчика тока ЭДТ5-2000, в который был дополнительно введен сигнальный анод, выполненный в форме кольцевого сектора, составляющего 1/20 часть кольцевой пластины, расположенной в плоскости катода со стороны его большего диаметра.

Расстояние между катодом и кольцевой пластиной при горячем состоянии электродов составляло 0,5 мм, а. ширина пластины сигнального анода в радиальном направлении была выбрана равной 12 мм при расстоянии между катодом и одним из кольцевых анодов равном 1,8 мм. Сигнальный анод крепился с помощью металлической скобы, закрепленной на изоляторе, соединенном с кольцевым баллоном. Сигнальный анод с помощью металлической плющен- ки соединялся со свободным штырьком восьмиштырьковой ножки, через которую на сигнальный анод подавалось положительное напряжение.

При напряжении источника питания сигнального анода 10 В и нагрузочном сопротивлении 500 Ом в цепи сигнального анода протекал ток около 10 мА при измеряемом токе 2500 А, образуя напряжение выходного сигнала на нагрузке сигнального анода 5 В, величина которого сохранялась при величинах измеряемого тока 3000 А.

Применение бесконтактного датчика тока предлагаемой конструкции повышает надежность радиотехнических устройств с применением датчика тока е цепях регулирования и защиты за счет постоянства выходного сигнала сигнального анода при превышении предельного измеряемого тока, а также позволяет расширить сферу применения бесконтактного датчика тока, используя его одновременно для измерения значений тока вплоть до предельного значения и формирования сигнала регулирования и защиты.

Формула из

5 о б

1

р е т е н и я

1. Бесконтактный датчик тока по авт.св. № 746301.отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых токов, в него дополнительно введено п сигналь1567987

ных анодов (п;з 1,...), выполненных в форме металлической ты стины и установленных п плоскости катода, при этом ширина сигнального анода в pa- ( диальном направлении больше или равна удвоенному расстоянию между катодом и одним ич кольцевых анодов.

Изобретение относится к приборам для измерения постоянного, переменного или импульсного тока в высоковольтных цепях с помощью бесконтактного датчика тока. Цель изобретения - повышение диапазона измеряемых токов - достигается путем обеспечения возможности регистрации предельного измеряемого тока. Бесконтактный датчик тока, охватывающий шину с измеряемым током, выполнен в виде герметичного кольцевого баллона 3, внутри которого размещены плоский двусторонний катод 1 и по крайней мере два кольцевых анода 2. В конструкцию датчика тока дополнительно введен сигнальный анод 4, на который подается небольшое положительное напряжение. При приближении величины измеряемого тока к предельному значению электроны, эмиттируемые катодом, отклоненные магнитным полем измеряемого тока, попадают на сигнальный анод, формируя в его цепи сигнал, регистрирующий предельный измеряемый ток. Сигнальный анод выполнен в виде металлической пластины, установленной в плоскости катода на расстоянии, обеспечивающем электропрочность промежутка между сигнальным анодом и катодом, при этом ширина сигнального анода в радиальном направлении выбирается из условия обеспечения электропрочности промежутка между сигнальным анодом и кольцевым баллоном и больше или равной удвоенному расстоянию между катодом и одним из кольцевых анодов. Размеры сигнального анода обусловлены необходимостью исключения искажений при измерении тока и обеспечения перехвата максимального количества отклоненных магнитным полем измеряемого тока электронов. 2 ил.

а

вых. max

(0,5r0.9)Inp. Iпр. (U + .5)Inp. lam Риг. 2