Датчик тока Советский патент 1980 года по МПК G01R19/00 

1

Изобретение относится к электро-, технической промышленности и может быть использовано в качестве датчика для релейных защит мощных низковольтных сетей автономных энергосистем.

Известен датчик больших токов, использующий контур из параллельнч, соединенных преобразователей Холла, равномерно размещенных по окружности вокруг шины с измеряемым током.Выход измерительного контура подключен к усилителю 1 .

Недостатком известного устройства является высокая чувствительность к помехам, достигающим большого уровня при наличии токов короткого замыкания в шинах соседних фидеров, расположенных вблизи шины с измеряемым током. Кроме этого, равномерное раз,мещение преобразователей Холла по окружности приводит к необходимости использования кольца из диэлектрика с диаметром почти вдвое превышающим размер широкой грани шины, что делает невозможным применение известного устройства в случае, близкого расположения шин соседних фидеров.

Цель изобретения - повыиение помехозащищенности.

Указанная цель достигается тем, что преобразователи Холла соединены между собой последовательно одноименными потенциальными электродами,

5 свободные электроды первого и восьмого преобразователей подключены ко входу усилителя, первый, четвертый, седьмой и шестой преобразователи установлены перпендикулярно

10 одной из граней проводника с током одноименными потенциальными электродами в сторону граней, второй, третий, восьмой и пятый-преобразователи установлены идентичным образом у

15 противоположной грани, причем первый, второй, пятый и шестой преобразователи расположены на краях граней,а остальные около центра.

На чертеже схематично изображен

20 датчик тока.

Датчик тока содержит восемь 1-8 преобразователей Холла (ПХ),расположенных около линии 9 с измеряемым током. Первичная обмотка (W, ) трансформатора 10 подключена к выходу генератора 11 тока (напряжения), а вторичные обмотки (W) подключены к токовым электродам соответствующих ПХ. Соединенные между собой преобразователи двумя свободными концами подключены ко входу усилителя 12.

Группы преобразователей 1,4,7 и 6 и 2,3,8 и 5 расположены сшиметрично относительно оси поперечного сечения шины параллельной ее узкой грани. ПХ в каждой группе расположены параллельно один над другим и перпендикулярно шине 9 в одной плоскости поперечного сечения шины. При этом ПХ 4 и 7 первой группы и ПХ 3 и 8 второй группы установлены около центра соответствующей узкой грани, а ПХ 1 и 6 первой группы и ПХ 2 и 5 второй группы установлены на краях соответствующей узкой грани на уровнях широких граней.

Для обеспечения ггшьванической развязки ПХ по токовьш цепям используется трансформатор 10 с восемью вторичными обмотками W,j , которые включены таким образом, что токи в токовых цепях ПХ протекают в одном и том же направлении.

Генератор 11 переменного тока, питающий первичную обмотку трансформатора 10,выполняет также роль модулятора сигналов ПХ.

ПХ4и7иЗи8 служат непосредственно для измерения тока,протекающего по шине 9. ПХЗиби2и5 служат для компенсации помех.

Силовые линии магнитного поля измеряемого тока входят в плоскости ПХ 4 сверху, а ПХ 3 снизу или наоборот, т.е. сигналы на этих выходах равны, но имеют разные знаки.Соединение ПХ 4 и 3 последовательно и встречно, т.е. одноименными электродами, приводит к суммированию сигналов обоих ПХ, причем сумма пропорциональна величине измеряемого тока.

При размещении шины с током помех параллельно узкой грани измеряемой шины на расстоянии, соизмеримом с расстоянием между ПХ 4 и 3 ток помех становится соизмеримой с полезным сигналом от измеряемого тока.

Компенсация помехи осуществляется р помощью ПХ 1 и 2, соединенных межд собой таким образом, как и ПХ 3 и 4 и расположенных над ними. Для компенсации помехи обе пары ПХ 3 и 4 и 1 и 2 соединены последовательно и встречно.

Для компенсации помехи при расположении ее источника над (под) собственной шиной импользуется ПХ 5-8, включенные между собой так же,как и .соответствующие ПХ 1-4. Соединяя ПХ. 1-4 и 5-8 так,, чтобы их напряжени от поля помехи, источник которой находится над (под) собственной шиной вычитались, получаем полную компенсацию помехи.

Такое соединение ПХ является встречным по отношению к полю помехи и согласным по отношению полю измеряемого тока.

Таким образом, датчик тока обеспечивает компенсацию помех при любом расположении их источника относительно датчика и на малом расстоянии от него.

Такое расположение ПХ позволяет уменьшить габариты измерительного контура датчика по сравнению с известным устройством и приблизить их к габариту поперечного сечения охватываемой шины с током. Кроме того,предлагаемый датчик может быть использован для измерения так же и переменного тока промышленной частоты/ так как картина 0 поля переменного тока при низких частотах и постоянного тока практически не отличаются.

Формула изобретения

Датчик тока,содержащий восемь преобразователей Холла, токовые электроды которых подсоединены к одноименньом концам вторичных обмоток

0 трансформатора, первичная обмотка которого подключена к выходу генератора тока,и усилитель, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, преобразователи Холла соединены между собой последовательно одноименными потенциальными электродами, свободные электроды первого и восьмого преобразователей подключены ко входу усилителя,

0 первый, четвертый, седьмой и шестой преобразователи установлены перпендикулярно одной из граней проводника с током одноименными потенциальньпии электродами в сторону граней, второй, третий, восьмой и пятый преобразователи установлены идентичным образом у противоположной грани, причем первый, второй, пятый и шестой преобразователи расположены на

л краях граней, а остальные около -центра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Серков В.В. Измерение больших 5 постоянных токов интегрирующим контуром, основанном на эффекте Холла. - Приборы-и техника эксперимента, г 1, 1962.