Трансформатор тока Советский патент 1980 года по МПК H01F38/30 

1

Изобретение относится к измерительным трансформаторам, в частности к трансформаторам тока, предназначенным для измерения переменного тока, и может быть использовано в различных 5 устройствах автоматики, например, в качестве датчиков тока для бесконтактных устройств защиты, встраиваемых в низковольтные электрические аппараты.10

Известны трансформаторы тока с овальным сердечником, в -которых вторичная обмотка равномерно распределена по периметру сердечника, первичная обмотка выполнена в виде стержня 5 (шины), проходящего через центр окна сердечника Ц .

Шинный трансформатор имеет низкую технологичность и повышенные габариты.

Наиболее близким по технической 20 судцности к предлагаемому изобретению является трансформатор тока, состоящий из замкнутого стержне зого магнитопрощ,ода, выполненного из ферромагнитного материала, вторичной обмотки,25 состоящей из двух секций, соединенных последовательно и расположенных на стержнях магнитопровода и первичной обмотки, выполненной в виде токоведущей шины прямоугольного сечения, ЗО

у которой одна пара граней примыкает ко вторичной обмотке, а другая пара граней к ярмам магнитопровода 2.

С целью уменьшения габаритов зазор между ярмами сердечника и боковыми гранями токоведущей шины выполвнен минимальным и определяется требуемой прочностью изоляции между первичной и вторичной обмоткой. Недостатком указанных трансформаторов является значительная токовая погрешность в рабочем диапазоне токов, связанная с наличием потоков рассеяния первичной обмотки, замыкающихся по воздушному зазору Меходу шиной и ярмом сердечника и по ярму.

Потоки рассеяния первич ой обмотки суммируются в ярме с рабочим потоком, что вызывает насыщение участка ярма и, следовадельно, увеличение токовой погрешности датчика в рабочем диапазоне токов.

Целью изобретения является уменьшение т оковой погрешности датчика тока без увеличения его габаритов и при сохранении заданного теплового режима аппарата.

Цель достигается тем, что в теле токопроводящей шины первичной обмотки со стороны магнитопровода выполнены открытые пазы, выходящие на наружную поверхность граней, глубина пазов находится в пределах 0,10-0,15 ширины шины, и на каждую из граней рыходит одинаковое количество пазов, рричем пазы расположены попарно в плоскостях, параллельных плоскости магнитопровода, с шагом в пределах 0,10-0,15 ширины шины. Конструкция предлагаемого трансфо матора тока представлена на чертеже. Трансформатор тока состоит из замкнутого стержневого магнитопровода 1, выполненного из шихтованного ферромагнитного материала, вторичной обмотки, состоящей из двух секций 2 и 3, соединенных последовательно и, расположенных на стержнях магнитопро вода 1, и первичной обмотки, выполненной в виде- токоведущей шины 4 прямоугольного сечения, у которой од на пара граней примыкает ко вторичной обмотке, а другая пара граней примыкает к ярмам магнитопровода. В теле токопроводящей шины 4 первичной обмотки со стороны магнитопровода 1 выполнены открытые пазы 5, вы.ходящие на наружную поверхность граней с,размером Н (высота), глубина пазов находится в пределах 0,10-0,15 Ширины шины В, и на каждую из граней с размером Н выходит одинаковое -количество пазов, причем пазы расположены попарно в плоскостях, параллель ных плоскости магнитопровода 1 с шагом в пределах 0,10-0,15 ширины шины. Ориентировочная картина распределения тока в шине токопровода показана на чертеже. При этом рабочий поток Фр замыкается по магнитопрово ду,.а поток рассеяния первичной обмотки замыкается по воздуху, не проникая в ярмо магнитопровода в связи с увеличением немагнитного зазора, обусловленньм наличием пазов, уменьшающих сечение токопровода, при их расположении с необходимым шагом (не более 0,15 в). При протекании тока по шине, имею щей пазы необходимой глубины (не более 0,15 в) и достаточно малой ширины, тедловой режим ее практически не изменяется в связи с тем, что ма териал (медь, алюминий) шинопровода имеет высокий коэффициент теплопроводности, и теплоотдача его остаетс практически неизменной при протекании тока в течение времени, определяемого из время-токовой характерис ти устройства защиты. Таким образом, изобретение обеспечивает существенное уменьшение то ковой погрешности транрформатора то из-за отсутствия насыщенных участков магнитопровода и неизменность теплового режима аппарата. Предлагаемый трансформатор тока может быть использован в датчиках тока. При эТом датчик имеет линейную характеристику вход-выход в диапазоне рабочих токов (до 10-кратного номинального значения) мощность, достаточную для питания функциональных узлов бесконтактiHoro устройства защиты, минимальные , габариты при удовлетворении требова-/ НИИ технологичности. Линейность характеристики датчика в диапазоне рабочих токов дает возможность существенно снизить трудоемкость и энергопотребление при калибровке бесконтактных устройств защиты с предлагаемым датчиком, так как калибровку можно проводить не на силовом оборудовании и протекании реальных токов перегрузки и короткого замыкания, а с использованием маломощного источника напряжения, имитирующего выходной сигнал линейного датчика тока. Формула изобретения Трансформатор тока, состоящий из стержневого магнитопровода, вторичной обмотки, выполненной из двух. Секций, соединенных последовательно и расположенных на стержнях магнитопровода, и первичной обмотки, выпол- ненной в виде токоведущей шины прямоугольного сечения, у. которой одна пара граней примыкает ко вторичной обмотке, а другая пара граней примыкает к ярмам магнитопровода, о тличающийся тем, что, с целью уменьшения токовой погрешности, в токоведущей шине первичной обмотки выполнены открытые пазы, выходящие на наружную поверхность граней, на каждую из граней выходит одинаковое количество , пазы расположены попарно в плоскостях, парал 1ельных плоскости магнитопровода, с шагом в пределах 0,10-0,15 ширины шины, глубина пазов находится в пределах 0,10-0,15 ширины шины. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Казанский В. Е. Трансформаторы тока в схемах релейной защиты. М., Энергия, 1969, с. 19. 2.Могилевский 1. В. , Райнин В. Е. , Сосков А. Г., Устименко Б. Ю. Бесконтактные устройства защиты для низковольтных электрических аппаратов. М., Энергия, 1971, с. 11.

Н

-Фр