Низкоомный шунт для импульсных токов Советский патент 1976 года по МПК H01C13/00 

1

Изобретение относится к мощной импульсной технике и используется для получения формы и величины измерительного напряжения, пропорционального импульсному току большой величины.

В технике измерения больших величин токов и их производных используются измерительные пизкоомные шунты типа «беличье колесо, содержаш,ие две эквидистантные токоведущие шины, которые непосредственно подсоединены к торцам цилиндрических резисторов. В них возможна частичная компенсация искажений индуктивного характера эффектом близости отдельных резисторов, в результате чего получается более достоверное измерительное напряжение, пропорциональное току, чем в V-образных и коаксиальных шунтах. Однако полной компенсации добиться нельзя, так как искажения индуктивного характера описываются экспоненциальной функцией, а эффект близости - выражением, дуальным искажениям кабеля Томсона.

В связи с тем, что уровень различного рода наводок в измерительной цепи пропорционален измеряемому току, мош,пость шунта при фиксированном относительном уровне наводок пропорциональна квадрату измеряемого тока. Поэтому повышение уровня эффективного тока требует существенного увеличения объема резистивного материала. Однако увеличивать объем материала за счет увеличения диаметра резисторов или введения дополнительных резисторов вне окружности шунта «беличье колесо недопустимо, так как это

неизбежно приводит к росту искажений от эффекта близости. Таким образом, остается единственный путь - увеличение диаметра «беличьего колеса без изменения диаметра резисторов.

Недостаток шунта «беличье колесо при больших измеряемых токах - большие габариты.

Цель изобретения - уменьшение габаритов шунта при постоянном эффекте близости.

Эта цель достигается тем, что в токопроводящих шинах выполнены отверстия, служащие для размещения в них резисторов, при этом суммарная толщина шин меньше длины резисторов, а между шинами помещена изолирующая прокладка с отверстиями.

На фиг. 1 изображен предложенный шунт; на фиг. 2 и 3 - варианты его выполнения.

Шунт состоит из пары токоведущих, например медных, эквидистантных шин 1, суммарная толщина которых меньше, длины резисторов 2 шунта.

Между шинами 1 помещена изолирующая прокладка 3, например, из фторопластовой пленки, исключающая возможность коротких

замыканий щин 1 внутри шунта. В шинах 1 и

прокладке 3 предусмотрены отверстия для резисторов 2, последние подсоединены собственными или дополнительными выводами к соответствующим шинам 1. Кроме того, к шинам подсоединено измерительное коаксиальное гнездо 4.

В шунтах на фиг. 1 и 2 шины 1 представляют пластины, на фиг. 3 - трубы. На фиг. 1 и 3 резисторы 2 подсоединяются к шинам через собственные выводы резисторов, а на фиг. 2 предусмотрены коаксиальные токоведущие стаканы 5 между выводом резисторов 2 и шинами 1. Эти стаканы 5 могут быть выполнены как одно целое с шинами 1.

При протекании тока в шунте на резистоpax 2 выделяется разность потенциалов, которую измеряют при помош;и осциллографа, подсоединенного к гнезду 4.

Эффект близости резисторов 2 (вытеснение тока к периферии шунта) проявляет себя главным образом между шинами 1. Вне шин 1 эффект вытеснения уменьшен, так как поле от тока в резисторах компенсировано полями от токов, протекающих в выводах резисторов или стаканах 5.

В связи с тем, что в практических случаях расстояние между пластинами может быть в 10-20 раз меньшим, чем длина резисторов, токи между отдельными экземплярами резисторов 2 оказываются распределенными равномерно. Как и в шунте «беличье колесо, индуктивность может быть выбрана такой, чтобы компенсировать искажения от эффекта близости.

Использование стаканов 5 для подсоединения резисторов к шинам устраняет дополнительные искажения от эффекта близости резисторов с выводами, а также уменьшает индуктивность шунта.

Данный шунт на резисторах УЛИ 0,5 мощностью до 100 ВТ может быть выполнен с паразитной индуктивностью менее 10 гн при точности сопротивления 1%.

Формула изобретения

1.Низкоомный шунт для импульсных токов, содержащий эквидистантные токопроводяшие шины и группу резисторов, отличающийс я тем, что, с целью уменьшения габаритов при постоянном эффекте близости, в токопроводящих шинах выполнены отверстия, служащие для размещения в них резисторов, при этом суммарная толщина шин меньше длины резисторов.

2.Низкоомный шунт по п. 1, отличающийся тем, что между шинами помешена изолирующая прокладка с отверстиями.

Vuz.Z

Фиг.З