где Sm - площадь поперечного сечения магнитопровода, м®; /м - средняя длина магнитопровода, м.

При рассмотрении влияния внешних полей удобно воспользоваться понятием первичный ток влияния [79] по аналогии с первичным током небаланса в теории релейной защиты. Будем считать первичным током влияния /вп1 такой ток, который следовало бы пропустить по первичной обмотке ТТ для компенсации тока помехи, возникающего во вторичной цепи от внешних магнитных полей. Для выполнения этого условия в установившемся режиме падение напряжения на сопротивлении намагничивания при прохождении по нему тока /вп1 должно быть равно э. д. с. влияния Ввл. возникающей по любым причинам. Следовательно,

jXoLni = -Бел. откуда

/ьл1 = £ьл/(/Хо). (2-33)

Согласно (2-33) первичный ток влияния обратно пропорционален сопротивлению намагничивания и не зависит от числа витков вторичной обмотки и параметров вторичной цепи ТТ. Отсюда в частности, вытекает, что при одинаковом выполнении вторичной обмотки и прочих равных условиях трансформатор тока без стали в fx раз больше подвержен влиянию внешних полей, чем ТТ со стальным магнитопроводом без зазора.

Первичный ток влияния целесообразно выразить в процентах номинального первичного тока ТТ:

/вл1о/,=-100 (2-34)

(здесь токи /вп1 и /£н приведены к одному витку).

Если постороннее поле создается одним внешним током /вл1 кратность которого по отношению к номинальному току ТТ равна к, то очевидно, что £вл = jXohm = ixjbh = jXBnKitH, откуда

/вл1% = /С.100 (2-35)

(сопротивления хл и Хо также должны быть приведены к одному витку).

Если внешнее поле создается не одним, а несколькими посторонними токами /вл, /вл, /вл, .... например токами разных фаз соседней цепи, их общее влияние определяется геометрической

суммой соответствующих первичных токов /вл l %, /вл I % 1

кп1%7 - из которых каждый можно найти по формуле (2-35), зная соответствующие сопротивления х1л, лгвл, лгвл, ...и сопротивление намагничивания Хо. При суммировании этих токов учитываются их фазовые сдвиги.

Из вышеизложенного видно, что основными параметрами, определяющими влияние внешнего тока на ТТ, являются сопротивление влияния Хвл (т. е. сопротивление взаимной индукции

между внешним токопроводом и вторичной обмоткой ТТ) и пер- вичный ток влияния.

\ Сопротивление влияния и первичный ток влияния. В общем .случае э. д; с, наводимая внешними магнитными полями, зависит от размеров, формы и магнитных свойств магнитопровода ТТ, выполнения его вторичной обмотки, взаимного расположения ТТ и влияющего токопровода, формы последнего и протекающего по нему тока.

L Из теоретической электротехники известно, что ТТ с тороидальным магнитопроводом из однородного по магнитным свойствам материала не подвержен влиянию внешних полей, если выполняется условие dw/dla = w/p = const, где Wz - число витков вторичной обмотки; 1 - длина наружной окружности то-роида, м; р - расстояние от его центра до любой концентрической окружности, находящейся в пределах тороида, м.

Это условие теоретически выполняется и, следовательно, Хвл - о только при вторичной обмотке, равномерно распределенной по тороиду в виде сплошного проводящего слоя без промежутков между витками, что практически невозможно. Проме-

. жутки между витками неизбежно усиливают влияние внешних

Ji полей.

Тем не менее тороидальная форма магнитопровода ТТ с равно-* мерно распределенной по нему вторичной обмоткой является наилучшей в отношении ограничения сопротивления хп- В настоящее время иногда магнитопроводы ТТ как тороидальной, так и другой формы делаются с немагнитными зазорами (см. § 4-2), а вторичная обмотка - распределенной лишь на отдельных участках по длине магнитопровода. Такие ТТ в большей степени подвержены влиянию внешних полей, т. е. сопротивление хл возрастает.

В некоторых работах проводился математический анализ влияния на тороид с равномерно распределенной обмоткой внешнего тока, протекающего в прямолинейном проводнике, парал- лельном образующей тороида, при допущении плоскопараллель-ности поля. Такой анализ представляет определенный теоретический интерес, но не может быть использован для численных расчетов х-л, поскольку и при указанном выполнении ТТ действительная картина влияющего поля значительно отличается от плоскопараллельной. Последнее связано с тем, что магнитные линии входят в магнитопровод ТТ (и выходят из него) не только сквозь боковые поверхности тороида, но и сквозь его торцевые поверхрости. Математический расчет влияющего на ТТ поля с учетом его трехмерности представляет большие трудности.

Надежным способом определения сопротивления хл при лю- бом выполнении ТТ и влияющего токопровода следует считать эксперименты на натурных образцах или на физических моделях при геометрическом подобии модели и оригирала (см. § Т5). Подобие, т. е. пропорциональность всех геометрических линейных

размеров модели и оригинала, должно соблюдаться для магнитопровода ТТ, его вторичной обмотки, влияющего внешнего токопровода и его расстояния от ТТ.

При физическом моделировании прямолинейного внешнего токопровода длина его должна быть достаточно велика по сравнению с размерами магнитопровода ТТ и расстоянием от него (ориентировочно в 5-6 раз больше). При моделировании следует также обращать внимание на расположение обратного провода, замыкающего цепь влияющего тока. Обратный провод должен быть отнесен на достаточно большое расстояние, с тем чтобы его влияние на модель ТТ было пренебрежимо мало по сравнению с влиянием рассматриваемого внешнего тока. Практически расстояние от модели ТТ до обратного провода приблизительно должно быть не менее 10-кратного расстояния до модели внешнего токопровода. Для удобства эксперимента вся цепь внешнего тока (в том числе и обратный провод) может быть выполнена в виде не одного, а нескольких витков w.

Если при опыте влияющий ток In проходит по модели внешнего токопровода, а э. д. с. Ьвл измеряется на разомкнутых зажимах Вторичной обмотки модели ТТ, действительное сопротивление влияния ТТ, приведенное к одному витку, определяется по формуле

- ;f £вл од 1/-ёж) (2-36)

т mi \ wnhn /мод

где mi - масштаб моделирования, представляющий собой отношение линейных размеров модели к линейным размерам оригинала; все величины в скобках относятся к модели.

В соответствии с указанным в начале настоящего параграфа можно экспериментально определить х и другим путем, а именно пропустить ток /вл по вторичной обмотке ТТ и измерить э. д. с.

на разомкнутых зажимах модели токопровода. В этом случае найдем искомое сопротивление влияния ТТ по формуле

V ВЛ. МОД . 1

--т ШГ

(2-37)

Полученное в результате моделирования сопротивление влияния, приведенное к одному витку, удобно отнести к одному из линейных размеров модели, например при тороидальном магнитопроводе- к его среднему диаметру dep. мод [68], т. е. принять в качестве единичного сопротивление (Ом/м)

Хвл = Хвл. мод/dcp. мод. (2-38)

Тогда расчетный масштаб моделирования будет = 1/dcp, а действительное сопротивление влияния геометрически подобного ТТ (оригинала), приведенное к одному витку,

Хвп Хвлср (2-39)