RU2645434C1 - Устройство для измерения дифференциального тока - Google Patents
Устройство для измерения дифференциального тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2645434C1 RU2645434C1 RU2016145631A RU2016145631A RU2645434C1 RU 2645434 C1 RU2645434 C1 RU 2645434C1 RU 2016145631 A RU2016145631 A RU 2016145631A RU 2016145631 A RU2016145631 A RU 2016145631A RU 2645434 C1 RU2645434 C1 RU 2645434C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photodiode
- source
- input
- arm
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения токов утечки в электропроводке и электрооборудовании. Техническим результатом заявляемого технического решения является упрощение процедуры преобразования сигнала вторичной обмотки дифференциального трансформатора. Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения дифференциального тока, содержащее чувствительный элемент в виде тороидального трансформатора с двумя первичными и одной вторичной обмотками, источник переменного тока, усилитель, блок индикации и блок питания, введены преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение, фотодиод и источник светового потока, причем вход чувствительного элемента соединен с источником переменного тока, выход чувствительного элемента через преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение подключен к первому плечу фотодиода, второе плечо которого соединено с выходом источником светового потока, вход светового потока подключен к блоку питания, третье плечо фотодиода через усилитель соединено с входом блока индикации. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения токов утечки с объектов, подключенных к источникам электрического напряжения, например для измерения токов утечки, в квартирных сетях, а также для измерения токов утечки отдельных бытовых электроприборов.
Известно устройство защитного отключения (см. В.К. Монаков, В.С. Розанов, А.В. Трубицын. Безопасность жизнедеятельности. М.: МГТУ МИРЭА, 2014, стр. 30-33). Это устройство содержит дифференциальный трансформатор тока, пусковой орган, исполнительный механизм и блок для тестирования. Дифференциальный трансформатор с помощью двух первичных обмоток, подключается к электроприемнику (нагрузке) и источнику переменного тока. Вторичная обмотка трансформатора соединена с пусковым органом, который в свою очередь подключается к исполнительному механизму.
При отсутствии дифференциального тока - тока утечки, по первичным встречно включенным обмоткам трансформатора протекают равные по величине токи, определяющие характер нагрузки. Равные токи во встречно включенных обмотках, наводят в магнитном сердечнике трансформатора векторно встречно направленные магнитные потоки. Результирующий магнитный поток равен нулю, ток во вторичной обмотке дифференциального трансформатора также равен нулю.
При появлении тока утечки равенство токов в обмотках нарушается и возникает разностный ток, благодаря чему наступает небаланс магнитных потоков и, как следствие, возникновение во вторичной обмотке трансформатора э.д.с., пропорциональной току утечки. Сигнал с выхода вторичной обмотки через пусковой орган воздействует на исполнительный механизм, который обеспечивает размыкание электрической цепи.
Недостатком этого известного устройства является низкая точность при преобразовании э.д.с. вторичной обмотки трансформатора.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является принятое автором за прототип (RU 41374 U1, 20.04.2004), содержащее блок измерения, включающий дифференциальный трансформатор тока и элемент для подключения к измеряемой цепи, и фильтр низких частот, усилитель сигнала, блок питания, микроконтроллер, блок индикации, интерфейс, блок измерения температуры и внешнее устройство.
Принцип действия данного устройства основан на измерении разностного тока нулевой последовательности фаз, возникающего при появлении в сети некомпенсированного тока утечки через проводимость изоляции фаз на землю. При отсутствии повреждения изоляции геометрическая сумма магнитных потоков, наведенных в сердечнике линейными токами, равна нулю, следовательно, во вторичной обмотке э.д.с. не индуктируется. При повреждении изоляции появляются токи нулевой последовательности, вызывающие в сердечнике дифференциального трансформатора возникновение некомпенсированного магнитного потока, который наводит э.д.с. во вторичной обмотке, значение которой пропорционально значению тока утечки.
Устройство работает следующим образом. Блок измерения подключается в рассечку фазных и нулевого проводов. С помощью фильтра низких частот производится выделение необходимого сигнала, этот сигнал усиливается в усилителе сигнала с высоким входным сопротивлением, усиленный сигнал поступает на аналоговый вход микроконтроллера, с помощью встроенного АЦП микроконтроллера полученный сигнал преобразуется в цифровое значение. С помощью заложенной в микроконтроллер градировочной кривой входной сигнал преобразуется в ток утечки, одновременно производится измерение окружающей температуры и вносится корректировка в значение тока утечки. Полученное значение отображается на цифровом индикаторе блока индикации, одновременно эти значения могут быть переданы на внешнее устройство по интерфейсу.
Недостатком этого известного устройства является сложность процедуры преобразования э.д.с. вторичной обмотки тороидального трансформатора, пропорциональной току утечки.
Техническим результатом заявляемого технического решения является упрощение процедуры преобразования сигнала вторичной обмотки дифференциального трансформатора.
Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения дифференциального тока, содержащее чувствительный элемент в виде тороидального трансформатора с двумя первичными и одной вторичной обмотками, источник переменного тока, усилитель, блок индикации и блок питания, введены преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение, фотодиод и источник светового потока, причем вход чувствительного элемента соединен с источником переменного тока, выход чувствительного элемента через преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение подключен к первому плечу фотодиода, второе плечо которого соединено с выходом источником светового потока, вход светового потока подключен к блоку питания, третье плечо фотодиода через усилитель соединено с входом блока индикации.
Сущность заявляемого изобретения, характеризуемого совокупностью указанных выше признаков, состоит в том, что преобразованная э.д.с. вторичной обмотки тороидального трансформатора воздействует на освещенный световым потоком фотодиод и по величине фототока фотодиода измеряется значение дифференциального тока.
Наличие в заявляемом устройстве совокупности перечисленных существующих признаков позволяет решить задачу измерения дифференциального тока на основе измерения фототока фотодиодам с желаемым техническим результатом, т.е. упрощением процесса преобразования сигнала вторичной обмотки тороидального трансформатора (чувствительного элемента).
На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.
Данное устройство содержит источник переменного тока 1, подключенный к входу чувствительного элемента 2, преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение 3, фотодиод 4, источник светового потока 5, блок питания 6, усилитель 7, подключенный выходом к входу блока индикации 8.
Устройство работает следующим образом. Отсутствие дифференциального тока в сети приводит к тому, что на выходе чувствительного элемента наблюдается нулевой сигнал. Появившийся на выходе чувствительного элемента 2 сигнал, отличный от нулевого значения, и соответствующий току утечки, поступает на вход преобразователя переменного напряжения в постоянное напряжение 3. После выпрямления этого сигнала в этом преобразователе, его постоянное напряжение подают на фотодиод 4. При этом согласно предлагаемому техническому решению в данном случае используется фотодиодный режим (приложение к фотодиоду запирающее напряжение) фотодиода. При освещении фотодиода световым потоком источника светового потока 5 через фотодиод протечет фототок. Предварительно с выхода блока питания 6 подают напряжение на источник светового потока для выработки светового излучения. Как правило, величина этого фототока, возникающего в этом случае, зависит от приложенного к фотодиоду напряжения и интенсивности светового потока. В рассматриваемом случае принимается интенсивность светового потока постоянной величиной. Тогда фототок данного фотодиода (при постоянном значении светового потока) будет являться функцией приложенного к диоду напряжения. Другими словами по величине возникающего в этом случае фототока можно судить о токе утечки в сети. Далее фототок усиливается усилителем 7 и предается в блок индикации 8. Здесь отображается информация, позволяющая измерить величину дифференциального тока.
Таким образом, согласно предлагаемому техническому решению на основе измерения фототока фотодиода, освещенного постоянной величиной светового потока и управляемого напряжением преобразователя переменного напряжение в постоянное напряжение, можно обеспечить упрощение процедуры преобразования сигнала вторичной обмотки дифференциального трансформатора.
Предлагаемое устройство успешно может быть использовано в качестве технического средства предупреждения о возникновении тока утечки в электропроводке и электрооборудовании.
Claims (1)
- Устройство для измерения дифференциального тока, содержащее чувствительный элемент в виде тороидального трансформатора с двумя первичными и одной вторичной обмотками, источник переменного тока, усилитель, блок индикации и блок питания, отличающееся тем, что в него введены преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение, фотодиод и источник светового потока, причем вход чувствительного элемента соединен с источником переменного тока, выход чувствительного элемента через преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение подключен к первому плечу фотодиода, второе плечо которого соединено с выходом источником светового потока, вход источника светового потока подключен к блоку питания, третье плечо фотодиода через усилитель соединено с входом блока индикации.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145631A RU2645434C1 (ru) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | Устройство для измерения дифференциального тока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145631A RU2645434C1 (ru) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | Устройство для измерения дифференциального тока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2645434C1 true RU2645434C1 (ru) | 2018-02-21 |
Family
ID=61258882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016145631A RU2645434C1 (ru) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | Устройство для измерения дифференциального тока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2645434C1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2079849C1 (ru) * | 1994-04-25 | 1997-05-20 | Хабаровский государственный технический университет | Устройство для измерения тока |
RU35897U1 (ru) * | 2003-09-30 | 2004-02-10 | Турчинович Руслан Владимирович | Датчик дифференциального тока |
RU41374U1 (ru) * | 2004-06-07 | 2004-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью Производственно-коммерческая фирма "Энергонорма" | Устройство для измерения токов утечки |
US20110006779A1 (en) * | 2009-07-09 | 2011-01-13 | Tamura Corporation | Flux-gate leakage current sensor |
US9244110B2 (en) * | 2012-02-27 | 2016-01-26 | Atreus Enterprises Limited | Leakage current detector for AC and DC systems |
US20160154028A1 (en) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | Abb S.P.A. | Electronic device for measuring a differential current in an electric line |
US9411021B2 (en) * | 2010-12-10 | 2016-08-09 | Raritan Americas, Inc. | Methods and apparatus for sensing ground leakage and automated self testing thereof |
-
2016
- 2016-11-22 RU RU2016145631A patent/RU2645434C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2079849C1 (ru) * | 1994-04-25 | 1997-05-20 | Хабаровский государственный технический университет | Устройство для измерения тока |
RU35897U1 (ru) * | 2003-09-30 | 2004-02-10 | Турчинович Руслан Владимирович | Датчик дифференциального тока |
RU41374U1 (ru) * | 2004-06-07 | 2004-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью Производственно-коммерческая фирма "Энергонорма" | Устройство для измерения токов утечки |
US20110006779A1 (en) * | 2009-07-09 | 2011-01-13 | Tamura Corporation | Flux-gate leakage current sensor |
US9411021B2 (en) * | 2010-12-10 | 2016-08-09 | Raritan Americas, Inc. | Methods and apparatus for sensing ground leakage and automated self testing thereof |
US9244110B2 (en) * | 2012-02-27 | 2016-01-26 | Atreus Enterprises Limited | Leakage current detector for AC and DC systems |
US20160154028A1 (en) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | Abb S.P.A. | Electronic device for measuring a differential current in an electric line |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI221906B (en) | Measuring devices | |
ES2565005T3 (es) | Determinación de la parte de corriente de falta de una corriente diferencial | |
AU2014203111B2 (en) | Systems and methods for monitoring fiber optic current sensing systems | |
JP6106992B2 (ja) | 絶縁抵抗測定装置 | |
RU2645434C1 (ru) | Устройство для измерения дифференциального тока | |
RU2628306C1 (ru) | Устройство для измерения дифференциального тока | |
RU191056U1 (ru) | Таймер - электросчётчик мобильный портативный | |
JP5485344B2 (ja) | 監視装置、監視システム | |
RU2642127C2 (ru) | Устройство измерения тока утечки в нагрузке однофазного выпрямителя | |
RU2377581C1 (ru) | Способ измерения и контроля сопротивления изоляции изолированных от земли (корпуса) силовых электрических сетей переменного тока под рабочим напряжением и устройство для его реализации | |
KR100771939B1 (ko) | 대지저항성 누전전류 측정기 | |
JP2009257870A (ja) | 三相配電線の相電圧検出方法、零相電圧検出方法、線間電圧検出方法と、三相配電線の相電圧高調波検出方法、零相電圧高調波検出方法、線間電圧高調波検出方法、それら検出に使用される電圧検出装置 | |
CN203893959U (zh) | 直流比较仪式测温自动电桥 | |
WO2019160437A1 (ru) | Трансформатор тока и напряжения комбинированный | |
Pawaskar et al. | Design and implementation of low cost three phase energy meter | |
RU182715U1 (ru) | Трансформатор тока и напряжения комбинированный | |
EP2746790A3 (en) | The method and circuit for measuring own and mutual thermal resistances of a magnetic device | |
RU2529779C1 (ru) | Счетчик электрической энергии и утечки в сети | |
RU2556332C1 (ru) | Устройство контроля тока утечки в нагрузке однофазного выпрямителя | |
CN104330614A (zh) | 一种用于高压输电线路的大电流检测装置 | |
RU109865U1 (ru) | Устройство для измерения тока | |
KR100771583B1 (ko) | 대지저항성 누전전류 측정기 | |
RU41374U1 (ru) | Устройство для измерения токов утечки | |
CN109141495A (zh) | 传感器接口装置 | |
RU2739717C1 (ru) | Таймер - электросчётчик мобильный портативный трёхфазный с радиоканалом передачи данных |