Датчик тока Советский патент 1978 года по МПК G01R19/22 H02H3/08 

форматора тока искажения формы вторичного тока шинного трансформатора тока, вы:;ванного насыщением его магнитонровода. В этом случае отпадает необходимость выполнять шинный трансформатор ненасыш,енным вплоть до максимальной кратности тока короткого замыкания, что в свою очередь нозволяет суш,ественно уменьшить его габариты и повысить надежность работы устройства заш,иты в целом.

Схема предлагаемого датчика ириведена па фиг. 1.

Датчик состоит из шинного трансформатора тока 1, балластного резистора 2, включенного нараллельно зажимам вторичной обмотки шинного трансформатора тока, насыш,аюш,егося дросселя 3, измернтельпого трансформатора тока 4, вторичная обмотка которого через диоды 5, 6 в один из полунериодов нагружена на нзмерительиый резистор 7, а во второй полупериод - на накопительный конденсатор 8, напряжение на котором стабилизируется стабилитроном 9.

Амнлнтудное значение напряжения на измерительном резисторе, иропорциональное величнне тока зашиш,аемой сети, поступает па вход решаюшего блока зашиты 10. Накопительный конденсатор служит для снабжения энергией отключающего электромагнита выключателя.

При отсутствии насыщающегося дросселя 3, т. е. нри известном снособе соединения трансформаторов тока, форма тока во вторичной цени шинного трансформатора тока 1 ири насыщении его магнитоировода уирощеино показана на фиг. 2 снлощной кривой. Пунктирной кривой ноказана форма первичного тока. Изменение тока на участках co/i-со/а и соответствует моменту ненасыщенного состояния магнитонровода щннного трансформатора тока 1, а на участке и со/г- fcoj -насыщенного состояния магнитопровода. Поскольку максимальная величина потокосцепления трансформатора тока 4 выбирается значительно меньше, чем у трансформатора тока 1, то угол насыщения измерительного трансформатора 4 со4 значительно меньше, чем угол насыщения трансформатора 1ш/2, т. е. к моменту насыщения трансформатора 1, трансформатор 4 уже насыщен. После перехода вторичного тока трансформатора 1 через нуль в момент т/з сердечник трансформатора 4 выходит из насыщения. В этом случае перемагиичивапие трапсформатора 4 в промежутке со/з-0)1 производится вторичиым током трансформатора 1, сердечник которого находится в зоне насыщения. В этом промежутке трансформатор 4 успевает вырабатывать значительную часть своей индукции. Перемагничивание трансформатора 4 синусоидальным током начинается только с момента , когда трансформатор 1 выходит из режима иасыщения. В результате этого угол насыщения ( трансформатора 4 и, следовательно, амплитуда измеритслыкн-о напряжения на его выходе оказываются мсш.ше, чем в случае, когда перемагпмчииаиие трансформатора 4 производилось бы все время синусоидальным током, начиная с момента со/о, т. е. если бы трансформатор не впоспл искаженнй в форму вторичного тока трапсформатора 4. Угол насыщения трансформатора 4 в этом

JQ случае составил бы величину . Практически искажение формы вторичного тока трансформатора 1 приводит к ТОМ}, что при насыщении его магнитопровода с ростом первичного тока прекращается рост измерительпого

5 напряжения на выходе трансформатора 4. Кроме того, напряжение на конденсаторе 8 может понижаться ниже минимально допустимой величины. При наличии дросселя форма вторичного

0 тока трансформатора 1 показана на фиг. 3.

В этом случае неремагничивание трансформатора 4 начинается в момент ш/о и производится все время до ш ирактически сипусоидальным током, что обеспечивает необходи5 мую величииу его амплитудной погрешности. Поясним физические процессы, протекающие во вторичной цепи трансформатора 1 при насыщении его магнитопровода и нри наличии насыщенного дросселя в его вторичной цепи.

0 К моменту и/з, когда вторичный ток трансформатора 1 проходит через пулевое значение, дроссель 3 и трансформатор 4 выходят из насыщения. При этом дроссель начинает представлять для вторичного тока трансформатора 1 большое сопротивление, в результате чего вторичный ток трансформатора 1 в промежутке со/з-со/ю замыкается через балластный резистор 2, не иопадая в иервичную обмотку трансформатора 4. Параметры схемы

0 подбираются такими, чтобы иеремагничивание дросселя 3 закончилось к моменту со/о. После его пасыщеиия практически весь вторичный ток трансформатора 1 начинает ответвляться в цень трансформатора 4. Как показывают исследования, за счет ввода дросселя небольших габаритов удается значительно y мeньшить габариты шииного трансформатора тока и уменьшить погрешность защитной характеристики измерительного трансформа0 тора тока.

Предложенное решение за счет снижеиия габаритов шинного трансформатора тока позволяет снизить мощность, рассеиваемую тремя траисформаторами тока, устанавливаемые в каждом выключателе в среднем на 10 Вт, что прн предполагаемом выпуске выключателей 100 тыс. штук в год составит экономию нримерио 10000 рублей в год.

Формула изобретения

Датчик тока, содержащий шинный транс({)орматор тока, нромежуточный нзмеритель ый трансформатор, ко вторичной обмотке ко65 торого через вынрямнтель нодключены измеритслгзныи резистор и емкостиыГ накопи rc.ii энергии, от л и ч а ю щи ii с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и улучшения выходных характеристик, в иего доиолнительно введены иасыщаюшийся дроссель и балластный резистор, причем дроссель включен иоследовательно между вторичной обмоткой шиниого трансформатора и нервичной обмоткой иромежуточного измерительного трансформатора, а балластный резистор иодключен параллельно выводам вюричнон оомоткл HIIIHHOIO IpaHсформатора.

Источники информации, иринятые во внимание ири эксиертизе

1,Акцеитованная заявка Аиглии № 1097809 Н2К, 1968.

2,Могилевский Г. В. Бесконтактные устройства заш,иты для низковольтных электрических апиаратов. М., «Энергия, 1971, с. 10.

jJio

сриг.