Датчик тока Советский патент 1980 года по МПК G01R19/22 H02H3/08 

(54) ДАТЧИК ТОКА

Изобретение относится к области элек тротехники и может быть использовано в устройствах зашиты низковольтных автоматических выключателей. Известен датчик тока для бесконтакт ных устройств заошть низковольтных автоматических выключателей, содержащий шинные трансформаторы тока, устанавливаемые в полюсах выключателя , и измерительные трансформаторы тока, первичные обмотки которых пошспючены g выходу вторичных о&моток шинных трансформаторов тока (ТТ), а к выходу втори ных обмоток измерительных трансформаторов тока через вьщрямитель поаключен измерительный резистор и емкостной накопитель энергии l. В этом устройстве измерительные трансформаторы тока подключены непрсрецственно к шинным ТТ, устанавливаемым в полюсах выключателя. Шинные ТТ вьтолняются ненасыщенными, что вьшуждает существенно увеличивать их габариты и величину рассеиваемой ими мощности. Такое непосредственное соединение трансформаторов затруднено йэ-за значительного искажения формы вторичного тока шинного ТТ при насыщении его магнитопровода. Указанное обстоятельство нарушает нормальное функционирование блока зашиты при значительных кратностях первичного тока. Для устранения указанного недостатка требуется выполнять шинный ТТ ненасыщенным вплоть до максимально возможных кратностей токов короткого замыкания. Такое требование ведет к недопустамому для современных малогабаритных автоматических выключателей увеличению .габаритов шинного ТТ. Наиболее близким по технической сущности является датчик тока, в который введен насыЬааюший дроссель, включенный последовательно во вторичную обмотку шинного трансформатора тока, а 3 параллельно последней подключен балластный резистор sl . Оцнако в данном устройстве обмотка нелинейного дросселя должна быть рассчитана на пропускание полного вторйчного тока шинного трансформатора тока, в связи с чем нелинейный цроосель имеет значительные габариты. Целью изобретения является уменьшение габаритов датчика тока. Указанная цель достигается тем, что извес ный датчик тока, содержащий шинный трансформатор тока, вторичная обмотка которого зашунтирова.на балластнь1м резистором и параллельно которой через нелинейный дроссель подключена первичная обмотка измерительного трансфор матора тока, ко вторичной обмотке кото рого через выпрямитель подключен изме рительный резистор и емкостной накопитель энергии, снабжен симметричным ти ристором, включенным параллельно нелинейному дросселю через дополнительный резистор, при этом управляющий эл трод симметричного тиристора соединен С точкой соединения нелинейного дросселя и дополнительного резистора. На фиг. 1 приведена функциональная Ьхёма датчика. Датчик тока состоит из шинного трансформатора 1, вкшоченного параллельно зажимам вторичной обмотки шин ного трансформатора тока, симметрично ,;го тиристора (сймистора) 3, включенного последовательно в цепь вторичтой обмотки шинногоурансформатора тока, управл;яемого нелинейным дросселем 4, и измерительного трансформатора тока вторичная обмотка которого через диод 6 и 7 Б один из полупериодов первичного тока нагружена на измерительный резистор 8, а во второй полупёриод на накопительный конденсатор 9, напряжение на котором стабилизируется стабилитроном 10. Амплитудное значение напряжений на измерительном резисторе; пропорционал ное величине тока, защищаемой сети, по тупает на вход логического блока зашиты 11. Накопительный конденсатор с жит для снабжения энергией отключающего электромагнита выкгиочателя. Дополнительный резистор 12, шунтирующий управляющий переход сймистора, слуямт для предотвращения включения сяМйстОра намагничивающим током дро селя в ненасыщенном режиме. При отсутствии симйстора форма тока во вто34ричной цепи шинного трансформатора 1 при насыщении его маггатопровода упрощенно может быть представлена на фиг. 2 сплошной кривой. Пунктирной кривой показана форма первичного тока. При наличии сймистора форма вторичного тока трансформатора тока 1 показана на фиг. 3. В этом случае перемагничивание измерительного .трансформатора 5 начинается в момент w t и производи1х;я все время доwt.практически синусоидальным током, что обеспечивает необходимую величину его амплитудной погрешности. К моменту wto ,когда вторичный ток трансформатора тока 1 проходит через нулевое значение, симистор 3 закрывается, а измерительный трансформатор тока 5 выходит из насыщения. Повторное отключение сймистора произойдет только после перемагничивания нелинейного дросселя 4, когда после его насьпцения обеспечивается подача необходимого управляющего тока на симистор. После вклю-, чения сймистора обмотка дросселя закорачивается симистором. TiaKHM образом, через обмотку дросселя ток протекает только в те че ние чре звычайно коротких промежутков щземеки, что позволяет применять в качестве управляющего дросселя 4 малогабаритный тороидальный сердечник. При закрытом симясторе весь вторичный ток трансформатора тока замыкается: через балластный резистор, обеспечивающий быстрое перемагничивашге 1 в промежутке Wt2Vvtp. Параметры схемы подбираются таким образом, чтобы к моменту W t . дроссель 4 полностью перемагнитился. Таким образом, обеспечивается необходимая форма первичного тока измерительного трансформатора тока, показанная на фиг. 3 и обеспечивающая минимальную погрешность его защитной характеристики. В данном устройстве обмотка нелинейного дросселя должна быть рассчитана только лишь на кратковременное пропускание тока управления сймистора. Поскольку величина этоготока незначительна, габариты нелинейного дросселя могут быть существенно уменьшены. Формула изобретения Датчик тока, содержащий шинный трансформатор тока, вторичная обмотка которого зашунтирована балластным резистором и параллельно которой через нелинейный