Устройство для бесконтактного измерения тока в высоковольтных токопроводах Советский патент 1982 года по МПК G01R19/00 

1

Изобретениеотисюится к электроизмерительной технике и касается бесконтактных измерений велимины и (|юрмы тока в высоковольтных цепях.

Известны :бесконтактные устройства для измерения тока в токопроводе, содержащие установленный вблизи токрпровода высокочастотный генератор, частота которого зависит от величины тока в токопроводе, передающую антенну и расположенные на расстоянии от токопроврда приемную антенну, радиоприемное устройство и измеритель частоты, высокочастотный генератор выполнен в виде управляемого по частоте транзисторного генератора, в качестве элемента, управляющего генератором по частоте, применен варикап (управляемая емкость) , .

Характеристика зависимости частоты генератора от управляющего напряжения нелинейна, а небольшие пределы изменения частоты обуславливают узкий динамический диапазон изме. ряемых токов и снижают точность их измерения. Относительно низкая частота генератора не позволяет регистрировать и измерять быстропротекающие процессы в токопроводе дли. тёльностью менее ЫО с

Цель изобретения - расширение динамического диапазона измеряемых

,д токов, повышение точности и надежности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для бесконтактного измерения тока в высоковольтных

15 токопроаодах содержащее установленный вблизи токопровода автогенератор с элементом, перестраивающим автогенератор по частоте, передающую антенну и расположенные на расстоя20 НИИ от токопровода приемную антенну, радиоприемное устройство и измеритель частоты, элемент, перестраи вающий автогенератор по частоте, выполнен в виде ферритооого резонатоpa, соединенного с колебательной сис темой автогенератора витком связи На чертеже изображена схема расположения датчика относительно токопровода с измеряемым током и блоксхема устройства для измерения тока. Устройство содержит полупроводник ковый автогенератор 1 сверхвысоких частот, перестраиваемый по частоте ферритовым резонатором 2, который располагается лизи токопровода 3 с измеряемым током„ Ферритовый резонатор 2 включается в колебательную систему автогенератора 1 с помощью витка связи. В рабочую точку, соответствующую средней частоте д 1апазона перестройки, автогенератор 1 выводится с помощью постоянной магнитной системы 5. Питание автогенератора осуществляется с помощью источника 6, который получает энерги непосредственно от токопровода 3. Сверхвысокочастотные колебания (СВЧ) излучаются направленной антенной 7 и могут быть, зафиксированы на безопасном расстоянии от токопровода 3. На приемной стороне располагается устро ство для приема излученных колебаний и выделения из них информации о вели чине, форме и направлении измеряемого тока. Это устройство содержит при емную антенну 8, радиоприемное устро ство 9 и измеритель частоты 10, служащий для получения информации о величине, форме и направлении измеряемого тока. Применение автогенератора СВЧ с магнитным управлением частотой в качестве датчика величины и формы тока обусловлено тем, что частота автоколебаний связана с величиной управляющего магнитного поля линейным соотношением , где ,8 мГц/Э. Величина магнитного поля токонесущего провода 3 как для бесконечно длинного линейного проводника рас считывается по формуле Н - -л 1 где J - величина протекающего тока по токопроводу 3; 1 - расстояние от оси токопров да 3 до ферритового резона тора 2, Hotr- jt&f, где.Н - величина магнитного поля, создаваемого магнитной системой 5-, f - частота автоколебаний при отсутствии тока в токопроводе 3; Af - девиация частоты, вызванная протекающим по токопроводу 3 токамм. Таким образом, полная информация о величине, форме и направлении измеряемого тока содержится в значении девиации частоты Д СВЧ колебаний и ее зависимости от времени. Технико-экономический эффект предлагаемого устройства для бесконтактного измерения тока в высоковольтных цепях заключается в повышении точности и надежности измерений, расширении их динамического диапазона при обеспечении безопасности измерений. Вследствие малости постоянной времени ферритового резонатора (1.0 -10 с) устройство пригодно для регистрации быстропротекающих процессов в линии передачи Мощность, потребляемая полупроводниковым автогенератором СВЧ, составляет единицы Вт, геометрические размеры: 1 дм, масса- 0,2 кг„ f . Формула изобретения Устройство для бесконтактного измерения тока в высоковольтных токопроводах, содержащее установленный вблизи токопровода автогене-. ратор с элементом, перестраивающим автогенератор по частоте, передающую антенну и расположенные на расстоянии от Токопровода приемную антенну, радиоприемное устройство и измеритель частоты, отличающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измеряемых токов, повышения точности и надежности измерений, элемент, перестраивающий автогенератор по частоте, выполнен в виде ферритового резонатора, соединенного с колеательной системой автогенератора витком связи. Источники информации, принят.ые во внимание при экспертизе 1. Патент США № З.,042, кл. 325-67, 1969.