Высоковольтный измеритель тока Советский патент 1980 года по МПК G01R13/40 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при реализации контроля тока в линиях электропередачи высокого напряжения. Известен высоковольтный измеритель тока, содержсоций на стороне высокого напряжения зеркальный гальванометр, отклоняющая катушка которого включена на вторичные зажимы трансформатора тока, и на стороне низкого напряжения - источник света блока фотоприемников, функционально связанные с зеркалом гальванометра двумя совокупностями световодов оптического канала l. Однако известное устройство не обладает достаточной эксплуатационной надежностью и, кроме того, хара териауе.тся низкой стабильностью. Наиболее близким техническим реш нием к пр едлагаемому изобретению явл ется высоковольтный измеритель тока .содержащий первичный преобразователь в виде трансформатора тока, оп тические излучатели на основе свето диодов, функционально связанньлх с ф топрИемниками через световоды оптического канала, усилитель, выход ко торого подключен ко входу регистратора, резисторы 2. Недостаток указанного устройства, использующего рабочий и калибровочный сигналы, связан с невысокой точностью, обусловленной малым динамическим диапазоном измерения. Целью изобретения является повышение точности подобного измерительного устройства. Поставленная цель достигается тем, что в высоковольтный измеритель тока, содержащий первичный преобразователь в виде трансформатора тока, оптические излучатели на основе светодиодов, функционально связанных с фотоприемниками через световоды оптического канала, усилитель, выход которого подключен ко входу регистратора, резисторы, введены светофильтры и сумматор, вторичная обмотка трансФорматора тока снабжена промежуточными отводами, первый светодиод, первый и второй резисторы выполнены в виде составных элементов оптически открытого дифференциального оптрона, а второй светодиод и третий резистор - в виде составных элементов оптически открытого фоторезисторного оптрона, причем светофильтры установлены между соответствующими световодами и фотоприемниками, входы су матора подключены к выходам фотоприемников , а выход - ко входу усилителя, катоды светодиодов и первые выводы резисторов соединены с одним из концов вторичной обмотки трансформатора тока, второй вывод первого резистора подключен к аноду третьего светодиода и BTopo viy выводу третьего резистора, второй вывод второго резистора соединен с анодом второго светодиода, анод первого светодиода электрически связан с другим концом, а аноды остальных светодиодов - с соответствующими промежуточными отводами вторичной обмотки трансформатора тока.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного высоковольтного измерителя тока,

Устройство содержит трансформатор 1 тока с отводами на вторичной обмотке, оптически открытый дифференциальный оптрон со светодиодом 2, резисторами 3 и 4, оптически открыты Фоторезистррный оптрон со светодиодо 5 и резистором 6, светодиод 7, оптический канал 8,СОСТОЯЩИЙ из световодов, светофильтры 9, фотоприемники 10, сумматор 11, усилитель 12, регистратор 13, резисторы 14 и диоды 15, не определяющие оптическую структуру устройства, а предназначенные для предохранения светодиодов 2, 5 и 7 от чрезмерного тока и недопустимо высокого для них обратного напряжения.

Устройство работает Следующим образом.

Напряжение -с .трансформатора 1 тока через резисторы 14 и диоды 15 подается на светодиоды 2, 5 и 7. При прямом протекании тока в положительный полупериод с ростом напряжения на выходе трансформатора тока 1 первым загорается светодиод.2 оптически открытого дифференциального оптрона. При этом уменьшение сопротивления оптрона оказывает возрастающее шунтирующее действие на светодиоды 5 и 7., что приводит к снижению ИХ яркости. Аналогичное возрастающее шунтирующее действие на светодиод 7 оказывает оптически открытый резисторный оптрон при возрастании яркости светодиода 5, При достизфнии свет.одиодом 2 насыщения его дальнейшее увеличение яркости с ростом .напряжения не происходит, обратная на светодиоды 5 и 7 посредством их шунтирования с ростом напряжения прекращается. В дальнейшем с ростом напряжения увеличивается в основном яркость светоциода -5 и затем, когда он входит в насыщение, светодиода 7. Таким образом, расширяется динамический диапазон и увеличивается линейность зависимости общей яркости от напряжения с трансформатора тока 1. Световой поток по световодам оптического канала 8 передается на потенциал земли, где разделяется светофильтрами 9 и воздействует на фотоприемники 10. Электрические сигналы с фотоприемников 10 через сумматор 11 поступает на вход усилителя 12. С выхода усилителя 12 напряжение, пропорциональное току в линии, фиксируется регистратором 13. Так как излучение светодиодов 2, 5 и 7 лежит в разных областях спектра света и с потенциала земли с помощью светофильтров 9 оно разделяется, изменением коэффициента передачи по каждому каналу возможно дополнительно регулировать линейность измерителя тока.

Повышенная точность измерения при использовании предлагаемого устройства обеспечивается за счет высокой линейности измерителя и 5 расширенного динамического диапазона измерения.

Формула изобретения

Высоковольтный измеритель тока, содержащий первичный преобразователь в виде трансформатора тока, оптические излучатели на основе светодиодов, функционально связанных с фотоприемниками через световоды оптического канала, усилитель, которого подключен ко входу регистратора, резисторы, отлича.ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены светофильтры и сумматор, вторичная обмотка трансформатора тока снабжена промежуточными отводами, первый светодиод, первый и второй резисторы выполнены в виде составных элементов оптически открытого дефференциального оптрона, а второй светодиод и третий резистор - в виде составных элементов оптически открытого фоторезисторного оптрона, причем светофильтры установлены между соответствующими световодами и фотоприемниками, входы сумматора подключены к выходам фотоприемников, а выход ко,входу усилителя, катоды светодиодоз и первые выводы резисторов соединены, с одним из концов вторичной обмотки трансформатора тока, второй вывод первого резистора подключен- к аноду третьего светодиода и второму

выводу третьего резистора, второй вывод второго резистора соединен с анодом второго светодиода, анод первого светодиода электрически связан с другим концом, а аноды остальных

светодиодов - с соответствующими промежуточными отводами вторичной обмотки трансформатора тока.

Источники информации, принятые во внимание при. экспертизе

1.Патент США 3335367, кл. 324-96, 1963.

2.Авторское свидетельство СССР W 354353, кл. G 01 R 13/40, 1970.

/// f /t // /

XХ X

5 5