Способ измерения плотности тока в токопроводе и устройство для его осуществления

Способ измерения плотности тока в токопроводе и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ измерения плотности тока в токопроводе, основанный на контроле напряженности магнитного поля, создаваемого током, протекаюпщм по токопроводу, отличающийся тем, что, с целью упрощения , указанный контроль напряженности магнитного поля осуществляют в каждой из двух точек, расположенных на поверхности токопровода на линии, перпендикулярной направлению тока в токопроводе на расстоянии друг от друга, много меньшем ширины токопровода , и по разности напряженностей магнитного поля в указанных точках определяют плотность тока в элементарном сечении токопровода. . 2. Устройство для измерения плотности тока в токопроводе, содержащее преобразователь Холла, расположенный в магнитном поле, создаваемом током, протекающим по токйпроводу, холловские электроды преобразователя Холла связаны с регистрирующим прибором, а первый токовый электрод, расположенный в первом торце преобразователя Холла, подсоединен к первому полюсу источника питания, отличающееся тем, что, с целью упрощения , второй токовый электрод, расположенный во втором, противоположном торце преобразователя Холла, соединен с первым токовым электродом , введенньй третий токовый электрод , расположенный в середине преобразователя Холла между первым и вторым токовыми электродами, подключен к второму полюсу источника питания , а холловские электроды, расположенные в двух других противоположных друг другу торцах преобразователя Холла, размещены по разные стороны от третьего токового электрода на одинаковом расстоянии от него.

СОЮЗ СООЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU (51) 4 G 01 R 19/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3671326/24-21 .(22) 09. 12.83 (46) 07. 11. 85. Бюл. У 41 (71) Туркменский политехнический институт (72) П.А.Назаров (53) 621.317.7 (088.8) (56) Меерович Э.А. и др. Устройство на эффекте Холла для измерения посто-. янного тока на 160-200 кА. — Электротехника, 1971, М - 3, с.37-41.

Кузнецов И.Ф. Измерение потерь в трехфазном массивном токопроводе.—

Известия ВУЗов, Электромеханика, 1962, В 12, с. 1297-1303.

Авторское свидетельство СССР

В 799770, кл. G О1 R 19/00, 1974. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ТОКА

В ТОКОПРОВОДЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ измерения плотности тока в токопроводе, основанный на контроле напряженности магнитного поля, создаваемого током, протекающим по токопроводу, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрощения, указанный контроль напряженности магнитного поля осуществляют в каждой из двух точек, расположенных на поверхности токопровода на линии, перпендикулярной направлению тока в токопроводе на расстоянии друг от друга, много меньшем ширины токопровода, и по разности напряженностей магнитного поля в указанных точках определяют плотность тока в элементарном сечении токопровода.

2. Устройство для измерения плотности тока в токопроводе, содержащее преобразователь Холла, расположенный в магнитном поле, создаваемом током, протекающим по токопроводу, холловские электроды преобразователя Холла связаны с регистрирующим прибором, а первый токовый электрод, расположенный в первом торце преобразователя Холла, подсоединен к первому полю- Е

И су источника питания, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения, второй токовьгй электрод, расположенный во втором, противоположном торце преобразователя Холла, соединен с первым .токовым электродом, введенный третий токовый электрод, расположенный в середине преобразователя Холла между первым и вторым токовыми электродами, подключен к второму полюсу источника питания, а холловские электроды, расположенные в двух других противоположных друг другу торцах преобразователя Холла, размещены по разные стороны от третьего токового электрода на одинаковом расстоянии от него.

1190275

Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения плотности тока в токопроводах. 5

Цель изобретения — упрощение способа измерения плотности тока и устройства для его осуществления, Способ измерения, плотности тока в токопроводе основан на контроле 10 напряженности магнитного поля, создаваемого током, протекающим по токопроводу . В предлагаемом способе контроль напряженности магнитного поля осуществляют в двух точках, 15 расположенных на поверхности токопровода на линии, перпендикулярной направлению тока в токопроводе,. на расстоянии друг от друга много меньшем ширины токонровода, и затем Ю по разности напряженностей магнитного поля в этих точках определеяют плотность тока в элементарном сечении токопровода.

На чертеже изображена блок-схема 25 устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство для измерения плотности тока в токопроводе содержит преобразователь 1 Холла, имеющий пять электродов. Один токовый электрод 2, расположенный в середине преобразователя 1 Холла, подключен к одному из полюсов, например положительному, источника 3 питания,, а два других 35 токовых электрода 4 и 5, расположенных в торцах преобразователя 1

Холла, присоединены к другому(отрицательному) полюсу источника 3 питания. Устройство содержит также ре— гистрирующий прибор б, например вольтметр, вход которого подключен к двум холловским электродам 7 и 8, расположенным в двух других торцах

9 и 10 преобразователя 1 Холла по разные стороны от токового электрода 2 на одинаковом расстоянии от него. При измерении преобразователь 1

Холла устанавливают на поверхности контролируемого токопровода 11.

Устройство работает следующим образом.

При включенном источнике 3 питания величины тОкОВ I 2ф и I 2< yrrpaa 55 ления, протекающих от токового электрода 2 преобразователя 1 Холла к его токовым электродам 4 и 5, равны между собой, так как токовый электрод 2 расположен в середине преобразователя 1 Холла, и сопротивления участков преобразователя 1 Холла

1 между токовыми электродами 2 и 4 и токовыми электродами 2 и 5 одинаконы. При этом при отсутствии тока в контролируемом токопроводе 11 и, следовательно, отсутствии магнитного поля, создаваемого этим током, напряжение на выходе преобразователя 1 Холла, образованном его холловскими электродами 7 и 8, 78 2э 27 24 23

Где R <7 и R <> сопрОтивления участков преобразователя 1 Холла между токовым электродом 2 и холловскими электродами

7 и 8 соответственно, равно нулю, так как холловские электроды 7 и 8 преобразователя 1 Холла равно удалены от его токового электрода 2 и R 7 яв.

При наличии тока в контролируемом токопроводе 11 между холловскими электродами 7 и 8 преобразователя 1 Холла возникают напряжения, пропорциональные напряженностям маг-: нитных полей, создаваемых эмиттерными токами, протекающими по элементарным сечениям контролируемого токопровода

11. При .этом магнитное поле 12, создаваемое эмиттерныи,током 13, протекающим по сечению токопровода 11, расположенному под преобразователем

1 Холла между его холловскими электродами 7 и 8, иа участке преобразователя 1 Холла с холловским электродом 7 направлено от токопровода

11 в сторону преобразователя 1 Холла, а магнитное поле 14, создаваемое тем же элементарным током 13 на участке преобразователя 1 Холла с холловским электродом 8 направлено от преобразователя 1 Холла в сторону токопровода 11.

Величина напряженности магнитного поля, создаваемого током 13, равна

14 8 Зд 8 S 2 2й 127 2Я 12 7 (2)

78 (1 2S к 12 где /» — постоянная преобразователя 1 Холла.

HocKoJIbKy Н < = -Н !4, то с учетом (1) выражение (2) дЛя напряжения 078(, на выходе преобразователя

1 Холла принимает вид з 11902 где — расстояние межцу электро7-7 дами 2 и 7 преобразовате-. ля Холла; — плотность тока 1„,, протекающего по сеченйю токопровода 11, расположенному под преобразователем

1 Холла между его электродами 7 и 8;

AS — элементарное сечение токо- 10 провода 11, расположенное под преобразователем 1

Холла, имеющее плотность

j, тока °

При этом напряжение 078 11) f5 на выходе преобразователя Холла определяется, как бэ

Н.

2 в 1, .7

Т 5з

Н

"7 2й 1

15-8 где 1, 7 и 1 — расстояния между сечением токопровода 11 с током

I 15 и электродами 7 и 8 преобра- . зователя Холла соответственно.

Напряжение на выходе преобразователя 1 Холла, обусловленное током

15 с учетом (2), может быть представлено в виде (Н 16 — Н47 ) "78(Ю1 ц к

_#_x Т1ьэ

1 1 (-,--- — — — ) . (4) ,15- 7 15-8

75 4 одинаково; При этом напряженности магнитного поля от тока 15 на участках,преобразователя 1 Холла могут быть выражены, как

2 » д S

UZ (= 2)„H = —.— — — j

8(1 ) 13. 2 п 1 7 13

3g$ )

27 ьЯ где К = -«-»- —-2 ». 1

= const.

Таким образом, напряжение на выходе преобразователя 1 Холла пропорционально плотности тока, протекающего по сечению контролируемого токопровода, расположенному под преобразователем 1 Холла между электродами 7 и 8.

В то же время элементарный ток

15, протекающий по сечению токопровода 11, расположенному вне преобразователя 1 Холла, создает магнитное поле 16(17), направление которого на участках преобразователя

1 Холла, расположенных по разные стороны от токового электрода 2, Как следует из выражения (4),при уменьшении расстояния между холловскими электродами 7 и 8 напряжение на выходе преобразователя Холла, обусловленное элементарными токами-, протекающими вне участка токопрсвода 11, расположенного между электродами 7 и 8, стремится к нулю. Тем самым обеспечивается компенсация влияния магнитных полей внешних токов на измерение плотности тока на определенном участке токопровода 11, причем с уменьшением расстояния меж40 ду электродами 7 и 8 преобразователя Холла степень этой компенсации возрастает и повышается точность измерения.

Располагая преобразователь 1 Колла над различными участками токопровода, можно измерить с высокой точностью плотность тока в эмиттерных сечениях токопроводов.

Составитель С.Вейский

Редактор Е.Папп Техред M.Ãåðãåëü Корректор Т. Колб

Заказ 6973/46 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Раушская наб., д.4/5.

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