Высоковольтные световоды жесткого типа могут изготавливаться в виде стержней диаметром 4-10 мм посредством вакуумной пропитки жгута световедущих волокон в промежуточной лавсановой оболочке компаундами типа Д-65 и последующей его полимеризации в растянутом виде при температуре 100-120 °С.

Пробивная напряженность световодов жесткого типа (действующее значение) составляет 80-90 кВ/см, рекомендуемая напряженность при длительной эксплуатации 2,5-3 кВ/см, при кратковременной 6-7 кВ/см.

В описанных конструкциях ОЭТТ применяются волоконные световоды длиной примерно от 0,6 до 6 м со светопропусканием 50-20 %. В настоящее время разрабатываются высоковольтные световоды многоцелевого назначения длиной 10-15 м со светопропусканием 20-15 %, которые обеспечат создание ОЭТТ любого класса напряжения. Проводятся также исследования по созданию световодов наружной установки.

При передаче света по воздуху измерительная система ОЭТТ чувствительна к возмущению воздуха на пути светового потока и к геометрическим смещениям оптических узлов, вызываемых внешними воздействиями. Такая система может быть применена при небольшом расстоянии между передающим и приемным устройствами.

ГЛАВА ДЕСЯТАЯ

СОВРЕМЕННЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ В ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ УСТАНОВКАХ

10-1. ДИСТАНЦИОННЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ТОКА

Принцип работы дистанционных преобразователей тока. Если не требуется измерения первичных токов с большой точностью, применяются преобразователи, непосредственно реагирующие на магнитный поток измеряемого тока, но находящиеся на достаточно большом изоляционном расстоянии от проводов высокого напряжения *. При этом устраняется необходимость в дорогостоящей высоковольтной изоляции между первичной и вторичной цепями преобразователя. Из числа известных конструкций данного назначения наиболее удачной является предложенная в Союз-техэнерго [42].

* Преобразователи данного типа именовались в литературе контурами для дистанционного измерения тока, магнитными датчиками, магнитными трансформаторами тока и др.

рис. 10-1. Дистанционный дифференциальный преобразователь тока и связанные с ним магнитные потоки

Преобразователь тока данного типа представляет собой стальной П-образный магнитопровод со вторичной обмоткой, разделенной на две одинаковые секции, расположенные симметрично на

его боковых стержнях и соединенные по дифференциальной схеме (рис. 10-1). Преобразователь располагается под проводом фазы, по которой проходит измеряемый ток, как показано на рисунке. Посторонние прямолинейные провода с токами считаем рас-

, положенными параллельно измеряемому в одной горизонтальной (.плоскости с ним. Магнитное поле измеряемого тока схематически

показано штриховыми линиями, а поле постороннего тока, на- пример тока одной из соседних фаз, - штрихпунктирными. Как

видно из рисунка, з. д. с, наводимые измеряемым током в секциях обмотки преобразователя, складываются, а з. д. с. от постороннего тока вычитаются одна из другой. Таким образом повы-Iшается помехозащищенность данного устройства по сравнению с дистанционными электромагнитными преобразователями других типов (прямоугольная рамка, ферромагнитный стержень с обмоткой).

Следует отметить, что попытки дополнительно ограничить влияние посторонних токов с помощью различных экранов и компенсирующих обмоток, помещенных на общий магнитопровод со вторичной обмоткой, не дали положительных результатов.

Очевидно, что преобразователь на рис. 10-1 принципиально эквивалентен обычному трансформатору тока с ферромагнитным магнитопроводом, имеющим большой зазор. Первичной одновит-ковой обмоткой этого трансформатора, удаленной от его вторичной обмотки, помещенной на магнитопровод, служит провод линии высокого напряжения. Схема замещения рассматриваемого преобразователя для установившегося режима представлена на рис. 10-2. Здесь

/изм - источник измеряемого тока;

Рис. 10-2. Схема замещения дистанционного преобразователи тока

/пост, /пост - источники посторонних ВЛИЯЮЩИХ ТОКОВ, Например остальных фаз линии для соседней линии; Хизм. лпост, лпост - сопротивления взаимной индукции между соответствующими про-водами и вторичной обмоткой преобразователя; Xq - сопротивление самоиндукции преобразователя; - сопротивление ветви вторичного тока, сопротивления нагрузки и активное сопротивление вторичной обмотки преобразователя (все перечисленные сопротивления приводятся к одному витку вторичной обмотки при рабочей частоте сети).

Если при отсутствии всех первичных токов пропустить ток по вторичной обмотке преобразователя от постороннего источника, то, имея в виду принцип взаимности, найдем, что весь возбуждаемый этим током магнитный поток будет соответствовать сопротивлению Xq, а составляющие этого потока, охватывающие провод с измеряемым током и посторонние провода, - сопротивлениям Лизм, nocTi .JnOCT. Сопротивления изм, .JnocT, .JnocT представляют собой части сопротивления Xq. При влиянии и других посторонних токов, кроме показанных на схеме 10-2, в нее должны быть дополнительно включены соответствующие источники тока.

Очевидно, что в рассматриваемой схеме сопротивление Хизм

должно быть как МОЖНОбОЛЬШИМ, а сопротивления Хпост и хпост -

по возможности небольшими. Необходимо заметить, что элементы схемы Хо, Хкзм, Хпост, лпост ЯВЛЯЮТСЯ практически линейными и чисто реактивными, так как все определяющие их магнитные потоки проходят большую часть своего пути по воздуху й магнитные свойства магнитопровода мало на них влияют.

Как и в обычном ТТ, напряжение на разомкнутых зажимах преобразователя от измеряемого тока

f/z = /измизме. (10-1)

где W - число витков вторичной обмотки. Применяя теорему об эквивалентном генераторе, находим, что мощность с учетом потерь во вторичной обмотке

(10-2)

Наибольшая мощность при согласованной нагрузке (Zj = Xq)

где Фг - фазовый сдвиг между напряжением и током вторичной цепи преобразователя. Обычно эта мощность весьма мала (несколько вольт-ампер или доли вольт-ампера). Дальнейшее увеличение мощности достигается путем включения во вторичную цепь емкости, компенсирующей индуктивность [42]. Следует, однако, отметить, что при использовании преобразователей данного типа в качестве первичных трансреакторов от них требуется небольшая мощность.