УСТРОЙСТВО для КОНТРОЛЯ постоянного ТОКА в ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ ЦЕПИ Советский патент 1972 года по МПК G01R15/08 

Изобретение бтлбсйтся к области электроизмерительной техники и нредиазначено для измерения величины тока в гальванически развязанных цепях.

Известны ycfpoftcTBa для ко1нтроля постоянного тока в высоковольтной цепи с гальваНИческим разделением силовой и контрольной цепи.

Содержащие дроссели насыщения, по обмотке управления которых проходит контролируемый постоянный ток, определяющий степень насыщенности сердечника и, соответственно, величину тока в цепи рабочих обмоток.

Однако этими устройствами можно измерять только сравнительно большие токи.

В некоторых областях науки и техники необходим контроль постоянных токов, изменяющихся в пределах от долей ампера до десятков ампер с отделением контрольных цепей от высоковольтных, например, в электроннолучевых технологических установках с параллельным питанием нескольких электронных .пушек от одного высоковольтного выпрямителя.

включены по схеме двухтактного магнитного усилителя с самонасыщением, а параллельно диодам внутренней обратной связи подключены калиброванные резисторы.

Электрическая схема описываемого устройства показана на чертеже, где / - дроссели магнитного усилителя: 2 - диоды внутренней обратной связи; 3 - калиброванные резисторы, величина которых определяет пределы

измерения тока в высоковольтном кабеле 4; смещ - ИСТОЧНИК питания обмоток

управления;

Upa6 - источник питания рабочих обмоток Wp;

5- переменный резистор в цепи

обмоток смещения WCMДроссели 1 включены по схеме магнитного усилителя с самонасыщением, сердечники дросселей выполнены из сплава с малой величиной номинальной напряженности поля управления, а диоды 2 шунтируют через переключатель диапазонов измерений заранее подобранными резисторами 3, изменяя соответствующим образом коэффициент усиления. В

качестве одновитковой обмотки управления используют высоковольтный кабель 4 с контролируемым током, пропущенный через окна тороидальных сердечников. На выход устройства может быть включен измерительный приВ большинстве случаев оптимальной является двухтактная однополупериодная схема, обеспечивающая нулевой сигнал на выходе при нулевом контролируемом токе и минимальную зависимость выходного сигнала от внешних условий и питаюш,его напряжения. При необходимости снизить коэффициент пульсаций или повысить величину выходного напряжения может быть использована двухполуп ер йодная схема.

Каждое плечо двухтактной схемы рабочих цепей содержит рабочую обмотку Wp, диод 2, шунтируемый одним из резисторов 3, балластное сопротивление 6 и источник питания - f/раб.

При нулевом измеряемом токе постоянная составляющая тока в обмотке Wp насыщает сердечник, и почти все напряжение нитания падает на сопротивлении 6. При появлении контролируемого тока та.кого направления, что его магнитное поле противоположно полю обмотки Wp, (Поле этого тока будет в управляющем полупериоде рабочего напряжения (когда диод 2 заперт) размагничивать сердечник до уровня, определяемого величиной контролируемого тока. В следующ ий полупериод (рабочий) через обмотку Wp течет небольшой намагничивающий ток до тех пор, пока сердечник оне будет снова насыщен. После этого ток в обмотке Wp и сопротивлении 6 возрастает до величины, определяемой мгновеиным значением t/раб, т. е. при увеличении контролируемого тока уменьшается величина постоянной составляющей тока (напряжения) в балластном сопротивлении 6.

Переменное сопротивление в цепи обмоток смещения служит для установки нулевого напряжения на выходе датчика при нулевом контролируемом токе.

Для расширения диапазона измерения включают параллельно диодам 2 шунтирующие резисторы 3 (или, если они уже были включены, то сопротивления меньшей величины). При уменьшении величины шунтирующего сопротивления растет величина «обратного тока в обмотке Wp в управляющем полупериоде. Магнитное поле этого тока находится в фазе с полем контролируемого тока и, следовательно, увеличивает степень размагничивания сердечника в этом полупериоде. Это приводит к тому, что при неизменной величине контролируемого тока увеличивается время намагничивания сердечника в рабочем полупериоде и, следовательно, уменьшается постоянная составляющая выходного напряжения. Амплитуда изменения напряжения на выходе остается примерно постоянной, так как для данного дросселя она зависит в основном только от величины t/раб и сопротивления нагрузки.

Выбор нулшого диапазона измерения производится переключателем, подключающим к диодам 2 соответствующий резистор 3. Кроме изменения диапазона измерений, щунтирование диодов обратной связи повыщает стабильность датчика, так как уменьшается влияние флуктуации величины обратного сопротивления диодов.

Описанная схема с диодами внутренней обратной связи обладает большей чувствительностью по сравнению с обычными дросселями подмагничивания.

Для еще большего повышения чувствительности (снижения нилснего предела измерения) сердечники выполняют «з сплава с малой величиной номинальной напряженности поля управления. Это обуславливает то, что размагничивание сердечника в управляющем полупериоде до заданного уровня может быть осуществлено контролируемым током меньшей величины.

Предмет изобретения

Устройство для контроля постоянного тока в высоковольтной цепи с гальваническим разделением силовой и контрольной цепей, содержащее дроссели насышения с обмоткой управления из высоковольтного кабеля, пропущенного через ок1на дросселей, отличающееся тем, что, с целью снижения нижнего предела и повышения точности и стабильности измерений, дроссели с сердечниками из сплава с малой величиной яоминальной на(прял енности поля управления включены по схеме двухтактного магнитного усилителя с самонасыщением, а параллельно диодам внутренней обратной связи подключены калиброванные резисторы.