Патент на изобретение №2397499

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА В ПРОВОДНИКЕ С ПОМОЩЬЮ ГЕРКОНОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к энергетике, а именно к измерительной технике. Технический результат – повышение точности измерения тока. Способ измерения тока в проводнике с помощью герконов, при котором геркон с нормально разомкнутыми контактами устанавливают вблизи проводника, настраивают его так, чтобы он срабатывал и замыкал контакты при токе I_СР1 в проводнике, возвращался в исходное положение и размыкал контакты при токе I_ОТП1, измеряют время между моментами замыкания и размыкания контактов и по этому времени вычисляют амплитуду тока, при этом дополнительно устанавливают второй геркон с нормально разомкнутыми контактами, настраеваемый так, чтобы он срабатывал при токе I_СР1, a возвращался при токе I_ОТП2ОТП1, измеряют время между моментами размыкания контактов герконов после их срабатывания и определяют амплитуду измеряемого тока по формуле 2 ил.

Изобретение относится к энергетике, а именно к измерительной технике.

Известен способ измерения тока в шинопроводе путем контроля напряжения на выводах обмотки геркона, расположенного в магнитном поле тока шинопровода, и вычисления амплитуды тока по контролируемому напряжению (Клецель М.Я., Бороденко В.А. Использование герконов защиты от коротких замыканий для контроля нагрузки. Энергетика. Известия ВУЗов, 1985, 11).

Однако величина контролируемого напряжения незначительна, откуда следует, что сигнал необходимо усиливать, поэтому способ имеет низкую точность измерения, вызванную наводками в соединительных проводах.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения тока в проводнике, при котором геркон с нормально разомкнутыми контактами устанавливают вблизи проводника, настраивают его так, чтобы он срабатывал и замыкал контакты при токе I_CP1 в проводнике, возвращался в исходное положение и размыкал контакты при токе I_ОТП1, измеряют время между моментами замыкания и размыкания контактов и по этому времени вычисляют амплитуду тока I_m (Предварительный патент Республики Казахстан 16020, кл. G01R 19/30, опубликован 15.07.2005, бюл. 7).

Недостатком способа является низкая точность измерения для кратностей К токов короткого замыкания 1<К5, связанная с разбросом времени t_CP срабатывания геркона до 2÷6 мс (Клецель М.Я., Мусин В.В. и др. Свойства герконов, применяемых в релейной защите. Электричество, 1993, 9).

Технический результат изобретения – повышение точности измерения тока.

Технический результат достигается тем, что в способе измерения тока в проводнике с помощью геркона, при котором геркон с нормально разомкнутыми контактами устанавливают вблизи проводника, настраивают его так, чтобы он срабатывал и замыкал контакты при токе I_СР1 в проводнике, возвращался в исходное положение и размыкал контакты при токе I_ОТП1, измеряют время между моментами замыкания и размыкания контактов и по этому времени вычисляют амплитуду тока, дополнительно устанавливают второй геркон с нормально разомкнутыми контактами, настраеваемый так, чтобы он срабатывал при токе I_СР1, а возвращался при токе I_ОТП2ОТП1, измеряют время между моментами размыкания контактов герконов после их срабатывания и определяют амплитуду измеряемого тока по формуле

На фиг.1 показан полупериод синусоиды измеряемого тока и величины токов срабатывания и отпадания герконов.

На фиг.2 приведен пример реализации предлагаемого способа, где герконы 1 и 2 размещены в магнитном поле тока проводника, элемент И 3 с одним инверсным входом, микропроцессор 4, устройство 5 отображения информации.

При токе в проводнике, большем I_СР1=I_СР2, герконы 1, 2 срабатывают и замыкают свои контакты в момент времени _СР1/:

При снижении тока в проводнике ниже I_ОТП1 геркон 1 размыкает контакты и через элемент И 3 с одним инверсным входом запускает отсчет времени в микропроцессоре 4:

Микропроцессор 4 подключен так, что начинает отсчитывать время при снижении тока в шинопроводе до значения I_ОТП1, определяемого _ОТП1/ и размыканием контактов геркона 1, а останавливается при снижении тока в шинопроводе до значения I_ОТП2, определяемого _ОТП2/ и размыканием контактов геркона 2:

Из (2) выражаем I_m и подставляем его в (3):

Затем из (4) выражает ctg_ОТП1:

Используя тригонометрическую формулу перейдем от ctg_ОТП1 к sin_ОТП1:

Далее из (2) выражаем I_m с учетом (6):

При замыкании контактов герконов 1, 2 с током срабатывания I_СР1=I_СР2 на выходе элемента И 3 с одним инверсным входом сигнал отсутствует. Размыканием контактов геркона 1 запускается отсчет времени в микропроцессоре 4, так как на его вход поступает сигнал с элемента И 3. Выходной сигнал элемента И 3 обусловлен замкнутым состоянием геркона 2 и разомкнутым состоянием геркона 1. Далее при размыкании контактов геркона 2 отсчет времени останавливается, так как на втором входе элемента И 3 сигнал отсутствует. В микропроцессоре 4 по измеренному значению времени между размыканием контактов герконов 1, 2 согласно (7) рассчитывается амплитуда тока I_m и поступает в устройство 5 отображения информации. Равенство токов срабатывания первого, второго герконов I_СР1=I_СР2 обусловливает отсутствие зоны нечувствительности измерительного органа при I_СР1>I_m>I_СР2. Действительно, если бы первый геркон срабатывал и замыкал контакты при токе I_СР1, второй геркон – при токе I_СР2, при этом I_СР1>I_СР2, а амплитуда I_m измеряемого тока находилась бы в пределах I_СР1>I_m>I_СР2, измерить величину тока было бы невозможно поскольку первый геркон не сработает, а следовательно, невозможно замерить время между моментами размыкания контактов герконов.

Таким образом, разработанный способ обеспечивает измерение величины тока с повышенной точностью за счет малых погрешностей времени отпадания герконов.

Технико-экономическая эффективность заключается в экономии материальных ресурсов, а именно меди и проката черных металлов, необходимых для производства трансформаторов тока.

Формула изобретения

Способ измерения тока в проводнике с помощью герконов, при котором геркон с нормально разомкнутыми контактами устанавливают вблизи проводника, настраивают его так, чтобы он срабатывал и замыкал контакты при токе I_CP1 в проводнике, возвращался в исходное положение и размыкал контакты при токе I_OTП1, измеряют время между моментами замыкания и размыкания контактов и по этому времени вычисляют амплитуду тока, отличающийся тем, что дополнительно устанавливают второй геркон с нормально разомкнутыми контактами, настраеваемый так, чтобы он срабатывал при токе I_СР1, а возвращался при токе I_ОТП2OTП1, измеряют время между моментами размыкания контактов герконов после их срабатывания и определяют амплитуду измеряемого тока по формуле .

РИСУНКИ