ГОСТ 30805.16.1.2—2013
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 токо
съемника выражают в единицах преобразованного полного сопротивления. Преобразованное полное сопротивле
ние определяют как отношение вторичного напряжения (как правило, на 50-омной резистивной нагрузке) к первич
ному току. Иногда вместо этой величины используют преобразованную проводимость.
Полная чувствительность токосъемника и измерителя ИРП является функцией чувствительности измерите
ля. Минимальный обнаруживаемый ток ИРП в проводе представляет собой отношение чувствительности измери
теля ИРП Vк преобразованному полному сопротивлению датчика тока £1. Например, если используют измеритель
ИРП чувствительностью 1мкВ и токосъемник с преобразованным полным сопротивлением 10Ом. то минимальный
измеряемый ток ИРП составит 0.1 МкА, однако, если используют измеритель ИРП чувствительностью 10 мкВ и то
косъемник с преобразованным полным сопротивлением 1Ом. то минимальный измеряемый ток составит 10 мкА.
Для получения наибольшей чувствительности значение преобразованного полного сопротивления должно быть
возможно большим. Преобразованное полное сопротивление ZTчасто выражают в децибелах относительно од
ного Ома. Это удобная единица, соответствующая широко применяемым единицам уровня ИРП. выраженным в
децибелах относительно одного микровольта или одного микроампера (ZTвдецибелах относительно одного Ома
определяют как 20 lgZT).
В.2 Эквивалентная электрическая схема токосъемника
6
В соответствии с общей теорией трансформатора токосъемник может быть представлен точной эквивалент
ной схемой. Данная схема приведена во многих изданиях, например в [ ]. После значительного упрощения точных
эквивалентных схем и полученных из них уравнений могут быть получены следующие уравнения для
преобразо ванного полного сопротивления токосъемника:
- на высоких частотах:
_
__________<оМ_________.
7 ~ [(coL/R, f + (aLC - \f]V* ’
’1*
- на средних частотах:
-на низких частотах:
ZT= MRJL, когда (о?LC = 1);
2
1
2
Z -",М
7 ~ ((oiL/Ri f +(w i.C - ) ]V2’
(В.2)
(В.З)
где ZT— 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:
о»— угловая частота, рад’с.
1
2
Из приведенных уравнений можно сделать следующие выводы:
)на средних частотах максимальное преобразованное полное сопротивление при постоянном нагрузочном
полном сопротивлении прямо пропорционально отношению взаимной индуктивности к индуктивности вторичной
обмотки (значение RLподдерживается постоянным);
) на высоких частотах точка половинной мощности возникает, когда реактивность распределенной емкости
вторичной обмотки равна нагрузочному полному сопротивлению.
В.З Ограничивающие эффекты измерений с токосъемником
8
Токосьемник представляет собой тороидальный трансформатор, преобразующий полное сопротивление
вторичной цепи впервичную цепь. Для вторичной обмотки, имеющей восемь витков, и 50-омной нагрузки типичное
значение вносимого затухания составляет приблизительно 1 Ом. Для случаев, когда суммарное полное сопро
тивление источника сигнала и нагрузкиизмеряемой цепи превышает 1 Ом. применение токосъемника не из
меняет существенно условий прохождения первичного тока, однако если сумма полных сопротивлений источника
сигналов и нагрузки оказывается меньше, чем вносимое затухание, применение токосъемника может привести 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 налря-
31