ГОСТ Р 51318.16.1.2— 2007
Токосъемник используется в основном в качестве устройства, воспринимающего сигналы при проведении
измерений параметров ИРП. Следовательно, его конструкция должна быть такой, чтобы преобразовывать токи
ИРП в напряжения, которые могут быть обнаружены измерителем ИРП. Относительную чувствительность то
косъемника выражают в единицах преобразованного полного сопротивления. Преобразованное полное сопро
тивление определяют как отношение вторичного напряжения (как правило, на 50-омной резистивной нагрузке) к
первичному току. Иногда вместо этой величины используют преобразованную проводимость.
Полная чувствительность токосъемника и измерителя ИРП является также функцией чувствительности
измерителя. Минимальный обнаруживаемый ток ИРП в проводе представляет собой отношение чувствительно сти
измерителя ИРП
V
к преобразованному полному сопротивлению датчика тока 12. Например, если использу ют
измеритель ИРЛ чувствительностью 1 мкВ и токосъемник с преобразованным полным сопротивлением 10 Ом.
то минимальный измеряемый ток ИРП составит 0,1 мкА. однако если используют измеритель ИРП
чувствительностью 10 мкВ и токосъемник с преобразованным полным сопротивлением 1 Ом, то минимальный
измеряемый ток должен быть 10 мкА. Для получения наибольшей чувствительности значение преобразованного
полного сопротивления должно быть возможно большим. Преобразованное полное сопротивление
ZT
часто
выражают в децибелах относительно одного ома. Это удобная единица, соответствующая широко применяе
мым единицам уровня ИРП, выраженным в децибелах относительно одного микровольта или одного микро
ампера (Z
,
в децибелах относительно 1 Ом определяют как 20 log Z г).
Б.2 Эквивалентная электрическая схема токосъемника
В соответствии с общей теорией трансформатора токосъемник может быть представлен точной эквива
лентной схемой. Данная схема приведена во многих изданиях, например в (6]. После значительного упрощения
точных эквивалентных схем и полученных из них уравнений могут быть получены следующие уравнения для
преобразованного полного сопротивления токосьемниха:
- на высокихчастотах:
o
- на средних частотах:
- на низких частотах:
2
___
_____________о>^___________
[(coL//^)2 + (
c
2LC - 1)2]12 :
(Б.1)
ZT
=
MRJL.
когда
(a?LC=
1).(Б.2)
Zr
______
охМ
______
[
m
./*l )2 -1 ]1’2
(Б.З)
где Z
т
— преобразованное полное сопротивление:
М
— взаимная индуктивность между первичной и вторичной обмотками:
L
— индуктивность первичной обмотки:
R
l
— нагрузочное полное сопротивление вторичной обмотки:
С — распределенная емкость вторичной обмотки;
го — угловая частота, рад/с.
Из приведенных уравнений можно сделать следующие выводы:
1) на средних частотах максимальное преобразованное полное сопротивление при постоянном нагрузоч
ном полном сопротивлении прямо пропорционально отношению взаимной индуктивности к индуктивности вто
ричной обмотки (значение
RL
поддерживается постоянным);
2) на высоких частотах точка половинной мощности возникает, когда реактивность распределенной емкос
ти вторичной обмотки равна нагрузочному полному сопротивлению.
Б.З Ограничивающие эффекты измерений с токосъемником
Токосъемник представляет собой тороидальный трансформатор, преобразующий полное сопротивление
вторичной цепи в первичную цепь. Для вторичной обмотки, имеющей восемь витков, и 50-омной нагрузки типич ное
значение вносимого затухания составляет приблизительно 1 Ом. Для случаев, когда суммарное полное со
противление источника сигнала и нагрузки в измеряемой цепи превышает 1 Ом. применение токосъемника не
изменяет существенно условий прохождения первичного тока, однако если сумма полных сопротивлений источ
ника сигналов и нагрузки оказывается меньше, чем вносимое затухание, применение токосъемника может при
вести к значительному изменению первичного тока.
Токосъемник применяется, в основном, для измерения тока ИРП в первичных силовых линиях, в которых
может проходить ток не более 300 А — при постоянном напряжении и не более 100 А — при переменном
30