Каскадный трансформатор тока

 

(72) Авторы изобретения

М. А. Ураксеев и Е. М. Шарапов

Уфимский авиационный институт им. Орджоник

Института "Тюменьский Промстройнроект" в г. Уфе (7! ) Заявители (54) КАСКАДНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения тоиа в высоковольтных цепях, содержащее первичную обмотку, выполненную в виде трубы с прорезью, магнитопровод, выполненный в виде кольца с внутренним выступом и расположенный поверх трубы так, что выступ входит в прорезь, а измерительная обмотка размещена поверх магнитопровода и выступа (1).

Недостатками данного устройства являются подвижность измерительной обмотки с выводными проводниками, сложность выполнения изоляции магнитопровода и вторичной обмотки при измерении тока в высоковольтных цепях, что снижает его надежность, Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату каскадный трансформатор тока, содержащий сердечники первого и второго каскадов, первичную и вторичную обмотки первого и второго каскадов. Вторичная обмотка первого каскада и первичная обмотка второго каскада выполнены иэ общих параллельных ветвей различного сечения, включенных последовательно, причем витки первичной обмотки второго каскада включены встречно. В разрыв цепи обмоток с меньшим сечением, включен регулируемый резистор (2).

Недостаток известного устройства — низкая надежность, вызванная непостоянством переходного сопротивления между скользящим контактом и резистивиым элементом контактного регулируемого резистора, включенного в разрыв цейи вторичной обмотки первого каскада и первичной обмотки второго каскада.

Цель изобретеиия — повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, состоящем из магнитопровода с первичной и вторичной обмотками в первом каскаде и из первичной и вторичной обмоток

20 во втором каскаде, первичная обмотка второ.

ro каскада выполнена в виде полой ферромагнитной трубы с двумя прорезями, одна из которых продольная в форме равнобочной трапеции, а другая — поперечная прямоуголь902085 ной формы, удаленная от торца с вырезом на расстояние, равное высоте трапеции, в продольной прорези размещен подвижный ферромагнитный сердечник в форме равнобочной трапеции, вторичная обмотка второго каскада выполнена из двух секций, соединенных последовательно и согласно, которые размещены вдоль образующих ферромагнитной трубы, охватывая ее стенку через поперечную прорезь.

На фиг. 1 показан каскадный трансформатор тока, общий вид; на фиг. 2 — схема магнитных -оков.

Каскадный трансформатор тока содержит 1 в первом каскаде первичную обмотку 1, магиитопровод 2 и вторичную обмотку 3, во второпе каскаде — первичную обмотку 4, вторичную обмотку с секциями 5 и 6, поперечную

7 и продольную 8 прорези и сердечник 9.

Б первом каскаде первичная обмотка 1 выполнена одновитковой, магнитопровод 2 выполнен кольцевым, вторичная обмотка 3 выполнена из одной ветви с сечением проводника, расчитанным на ток в несколько десятков ам- 2S цер, чтобы выполнить условия равенства ампервитков первичной и вторичной обмоток первого каскада. Во втором каскаде первичная обмотка 4 выполнена в виде полой ферромагнитной трубы с прорезями, поперечной 7 щ (прямоугольной формы) и продольной 8 (в форме равнобочной трапеции). Поперечная прорезь 7 удалена от торца с вырезом на расстояние, равное высоте трапеции прорези 8.

Вторичная обмотка второго каскада состоит

3$ из двух секций 5 и б, соединенных последовательно и согласно, которые размещены вдоль образующих трубчатой первичной обмотки 4 второго каскада, охватывая .: ее стенку че,рез поперечную прорезь 7. Ферромагнитный

46 сердечник 9 выполнен в форме равнобочной трапеции и размещен в продольной прорези 8 (фиг. ).

Устройство работает следующим образом.

При протекании измеряемого тока 1/ по

45 первичной обмотке 1 первого каскада во вторичной обмотке 3 индуктируется ЭДС, под действием которой в замкнутой цепи по первичной обмотке 4 второго каскада протекает ток 12, создающий в трубчатой ферромагнитнои обмотке 4 магнитные потоки Ф1 и Ф2 (фиг, 2). Магнитный поток Ф2, пронизывающий витки секции .5, замыкается по части трубчатой ферромагнитной обмотки 4, не содержащей продольную прорезь 8, поэтому при постоянстве токов I и l2 в первичных обмотках первого и второго каскадов ЭДС, индуктируемая в секции 5 вторичной обмотки второго каскада при перемещении сердечника

6—

12 / /2

° 100%, где l3 — ток в секциях 5 и 6 вторичной обмотки второго каскада

I/ — число витков в секции 5; з — число витков в секции 6;

l2 — ток в обмотках 3 и 4;

W2 — число витков в обмотке 4.

В предлагаемом каскадном трансформаторе тока высокая надежность достигается путем изменения вторичных ампервитков второго каскада перемещением ферромагнитного сердечника, а из цепи обмоток исключен регулируемый резистор со скользящим контактом, что обеспечивает безотказность работы устройства, его долговечность и позволяет получить токовую погрешность, близкую к нулю. Кроме того, в устройстве вторичная обмотка первого каскада выполнена из одной ветви, а первичная обмотка второго каскада, выполненная в виде полой ферромагнитной трубы с прорезями, является одновременно магнитопроводом второго каскада и исключает применение отдельного сердечника, что обеспечивает снижение затрат дорогостоящих цветных

9, не изменяется, так как магнитное сопротивление на пути замыкания потока Ф, не изменяется. Магнитный поток Ф2, пронизывающий витки секции 6, замыкается по части трубчатой ферромагнитной первичной обмотки 4, содержащей продольную прорезь 8 и подвижный ферромагнитный сердечник 9, поэтому при постоянстве токов I> и l2 в первичных обмотках 1 и 4 первого и второго каскадов ЭДС, индуктируемая в секции 6, и ампервитки вторичной обмотки второго каскада при переме1 шенин сердечника 9 изменяются, так как магнитное сопротивление на пути замыкания потока Ф2 изменяется. Прн перемещении сердечника 9 к координате Х „„„„ЭДС, индуктируемая и секции 6, и ампервитки вторичной обмотки второго каскада имеют минимальное значение. При перемещении сердечника 9 к

l координате Хо ЭДС, индуктируемая в секции

6, и ампервитки вторичной обмотки второго каскада имеют максимальное значение. Выходная ЭДС устройства равна сумме ЭЛС, индуктируемых в секциях 5 и 6 вторичной обмотки второго каскада. Вторичные ампервитки второго каскада равны сумме ампервитков секций 5 и 6 вторичной обмотки, Регулирование номинальной погрешности устройс ва производится изменением вторичных ампервитков второго каскада. Путем перемещения ферромагнитного сердечника 9 между координатами Хо и Х х можно получить токовую погрешность, близкую к нулю, / /

Ка скадныи трансфо мато

HQBl магнит р тор тока, содержатопровод с пе вичн обмотками р он и вторичной первого каскада н лича юши ю о отки второго каскада иися ,оттем, что, с целью с

5 металлов и магннтнь

902085 ление обмоток агннтных материалов и а изготовк и сердечников и сниже увеличения надежности пе доемкостн на изгот снижение тру- вто го ости, первичная обмотка зготовление устройства по нению с известными. виде трубы

П им ва по - магнитного материала с рименение предлагаемого каска о ми поперечн сформатора тока позволяет к на обеспечить высонои по з р ре и размещен по ую адежность измерения а ник, а вто ичная движныи сердеч. технологично я, а также повысить оричная обмотка второго к ость изготовления. ух соединеннь

Формула а изобретен х тр ы и охватыв н н я 10 через попе атывающих ее стенку ез поперечную прорезь.

Источники информации, принятые во вним внимание при экспертизе кл. Н 01 F 40/06, 1977.

1. Авторское свидетельство СССР 11Ф 664 О, 23, 1 2. Авторское свидетель

1 идетельство СССР Я 496612, 1

902(N5

V

Фиг. 2

Составитель Л. Шакина

Редактор Л. Пчелииская Техред А. Бабинец Корректор A. @ ренн

Заказ 12396/62 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПНП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4