Размещено на http://www.allbest.ru/

Широкодиапазонные преобразователи тока применяемых в системах технической диагностики электрооборудований

Аннотация

В данной статье рассматриваются вопросы использования широкодиапазонного преобразователя тока с улучшенными характеристиками в системах технической диагностики устройств и оборудования железнодорожного транспорта.

Ключевые слова:

техническая диагностика; диагностических признаков; широкодиапазонный преобразователь тока; элемент Холла; порог чувствительности

This article indicates the issues of using wide-range current transformers in the technical diagnostics systems of the railway transport devices and equipment's.

Keywords:

technical diagnostics; diagnostic features; wide-range current transducer; Hall element; boundary (edge) of sensitivity

Внедрение в эксплуатацию и в систему технического обслуживания и текущего ремонта устройств и оборудования железнодорожного транспорта систем технической диагностики (СТД) является актуальной технико-эксплуатационной задачей.

Анализ объектов, подлежащих диагностике, показал, что система электроснабжение электрических железных дорог и электроподвижной состав (ЭПС) имеют много сходного в оборудовании (например, высоковольтное оборудование со стороны контактной сети, цепи и аппараты низковольтные, силовые цепи и аппараты высоковольтные, статические полупроводниковые преобразователи, электронная аппаратура и т.д.).

Следовательно, технико-экономическая эффективность внедрения диагностики будет существенно повышена, если разработки вести с учетом универсализации методов и средств для различных отраслей железнодорожного транспорта.

Современный уровень развития техники (особенно, микропроцессорной) позволяет непрерывно расширять применение микро-ЭВМ, а впоследствии и микропроцессоров, дистанционных систем сбора информации, концентраторов информации, автоматизированных систем управления в СТД. При этом целесообразно рассмотреть различные методы и средства диагностирования с точки зрения обеспечения ими целесообразной технологии диагностирования с определенной точностью.

Технология диагностирования всегда в первую очередь связана с установлением диагностических признаков (параметров) и глубины поиска дефекта. Кроме этого, она, в смысле возможных воздействий на диагностируемый объект и достигаемых результатов, в значительной мере определяется возможностями и способами введения диагностируемого параметра в норму в случае выхода его за допустимые пределы.

Анализ режимов работы электрооборудования систем электроснабжения и ЭПС показал, что ток и напряжение являются основными параметрами (диагностическими признаками), позволяющими определить реальное состояние, установить оптимальный режим энергопотребления, продлить срока службы объектов исследования.

В настоящее время созданы различные системы технической диагностики электрооборудования [1,с.84]. В качестве первичных преобразователей системы используются преобразователи тока, от совершенства которых зависит эффективность диагностирования и СТД в целом. По этому разработка преобразователей тока с улучшенными характеристиками является основой скорейшего внедрения СТД в эксплуатацию.

Авторам предложено два варианта широкодиапазонных преобразователей тока, один из которых содержит токопроводящую шину, проходящую через магнитопровод, выполненный в виде двух параллельно расположенных незамкнутых колец, соединенных между собой ферромагнитной перемычкой, элементы Холла, собранные из последовательно соединенных звеньев и расположенных в рабочем зазоре, отличающееся тем, что, ферромагнитная перемычка соединяет одну пару разноименных концов колец, в кольцевом рабочем зазоре между образующими поверхностями которых расположены элементы Холла, а первичная обмотка одновременно охватывает оба кольца магнитопровода [2,с.1]. Этот вариант преобразователя тока несомненные преимущества имеет в составе стационарной СТД (например, для тяговой подстанции).

Однако, подверженность элементов Холла к механическим и температурным воздействиям ограничивают возможности данного преобразователя использовать в переносных СТД (для контактных сетей и ЭПС).

Второй вариант широкодиапазонного преобразователя тока [3, с.1] лишен этих недостатков и содержит металлический круг с центральной перемычкой, ферромагнитный замкнутый сердечник с измерительной обмоткой, установленный на центральной перемычке и токосъемных выводов, диаметрально расположенных по краям круга, отличающееся тем, что круг выполнен в виде двух соосных кольцевых элементов, в теле у перекрестно - противоположных концов которых выполнены зазоры, причем кольцевые элементы электрически изолированы друг от друга и расположены зеркально.

Принцип работы преобразователя заключается в следующем.

Через цепь токосъемных выводов 8 преобразователя тока пропускает контролируемый ток. Измерительную обмотку 7 подключают к измерителю. В контролируемой цепи устанавливают максимальный ток диапазона измерения. Путем поворота металлического круга в пределах шкалы на измерителе устанавливают необходимую величину выходного сигнала. Положения круга фиксируют с помощью зажимных болтов (на чертежах не показаны). широкодиапазонный преобразователь ток

В предлагаемом устройстве кольцевые элементы 1 и 2 с диаметральными перемычками 3 и 4 образуют два изолированных друг от друга моста, в качестве плеч в которых служат сопротивлений участков кольцевых элементов между токосъемными выводами. Направления токов в диаметральных перемычках 3 и 4 взаимно противоположны. Поэтому магнитный поток в ферромагнитном замкнутом сердечнике 6 создается разностью токов в этих перемычках. Так как от поворота круга пропорционально изменяется длина дуг отрезков плеч мостов, то пропорционально углу изменяется и величина токов в перемычках.

Анализ работы этого преобразователя тока показывает, что верхний предел преобразования практически не ограничен, в качестве сердечника могут быть использованы серийно выпускаемые ленточные тороидальные или овальные магнитопроводы. Кроме того, вследствие того, что рабочий магнитный поток в сердечнике создается разностью токов в перемычках, влияние апериодических составляющих первичного тока в переходных режимах на результат преобразования значительно. Преимуществом разработанного широкодиапазонного преобразователя тока по сравнению с серийно выпускаемыми шинными преобразователей тока являются его расширенные функциональные возможности, универсальность, т.е. его можно перестроить на любой диапазон преобразования первичного тока.

Таким образом, сравнительный анализ работы вышеизложенных разработанных широкодиапазонных преобразователей тока показывает, что наиболее полно требованиям эксплуатация отвечает конструкция широкодиапазонного преобразователя тока, приведенного на рис. 2 [3,с.5].

Данный вариант преобразователя тока может быть использован как в стационарных, так и в переносных СТД, и отличается высокой надежностью, точностью и широким диапазоном преобразования.

Библиографический список

1. Сафаров А.М., Никонова О.С. Разработка и исследование новых методов оперативного контроля для диагностики аномальных режимов в силовых цепях локомотивов. «Известия ВУЗов» Технические науки, 2002, №4 стр.84.

2. Амиров С.Ф., Халиков А.А., Хушбо?ов Б.Х., Шойимов Й.Ю., Балгаев Н.Э. Устройство для преобразования постоянного тока в переменный. № IAP 03591. Официальный ВЕСТНИК №2, 2008.

3. Амиров С.Ф., Халиков А.А., Сафаров А.М., Хушбо?ов Б.Х., Шойимов Й.Ю., Балгаев Н.Э. Трансформатор тока. IАP 03858, Официальный ВЕСТНИК №1, 2009.

Размещено на Allbest.ru