|
Гибкие токовые клещи (англ. Flexible Current Probes) работают совершенно по другому физическому принципу, чем трансформатор тока. Их наиболее важной частью является так называемый пояс Роговского, названый по имени немецкого физика Вальтера Роговского. Этот пояс является воздушной (без сердечника) катушкой, обвитой вокруг провода с током. Специальная конструкция катушки позволяет вывести оба ее конца с одной стороны, что позволяет легко установить гибкие клещи вокруг провода (обратный конец размещен внутри катушки по всей ее длине). Ток, проходя по измеряемому проводу, создает концентрические линии магнитного поля и используя явление самоиндукции, наводит электродвижущую силу на концах катушки. Однако, это напряжение пропорционально скорости изменения тока в проводнике, а не самому току.
Пояс Роговского имеет несколько неоспоримых преимуществ по сравнению с трансформаторами тока. Так как он не имеет сердечника, то не оказывает влияния явление насыщения, следовательно, она имеет отличные возможности для измерения больших токов. Этот пояс также имеет превосходную линейность и широкую полосу пропускания, гораздо больше, чем у токовых трансформаторов, а в сравнении с ними также имеет гораздо меньший вес.
Однако до недавнего времени гибкие токовые клещи имели проблемы с расширением диапазонов измерения тока. Потому что существуют определенные факторы, которые затрудняют практическую реализацию измерительной системы с поясом Роговского. Одним из них является очень низкий уровень напряжения, которое индуцируется на клеммах (оно зависит от геометрических размеров катушки). Например, выходное напряжение на частоте 50 Гц для гибких клещей серии F (для использования с PQM) составляет около 45 мкВ/А. Такие низкие уровни напряжений требуют применения прецизионных и малошумящих усилителей, что, конечно, приводит к увеличению расходов.
Поскольку выходное напряжение пропорционально производной тока, необходимо применение системы интегрирования; обычно продаются гибкие токовые клещи, состоящие из пояса Роговского с присоединенным аналоговым интегратором (типичный модуль питается от батарейки). На выходе интегратора уже доступен сигнал напряжения, пропорциональный измеряемой силе тока и, кроме того, соответствующим образом откалиброванный (например, 1мВ/А).
Еще одна проблема, которая сопровождает пояс Роговского, это чувствительность к внешнему магнитному полю. Идеальная катушка должна быть чувствительна только к полю, ограниченному замкнутой площадью катушки и совершенно подавлять внешние магнитные поля. Оказывается, что это очень трудная задача. Единственным способом получения таких свойств является очень точное выполнение катушки, с отличной однородностью обмотки и как можно более низким импедансом.
Вместе с анализатором PQM можно использовать следующие гибкие клещи, предлагаемые Sonel:
- F-1, с максимальным диаметром обхвата 400 мм;
- F-2, с максимальным диаметром обхвата 250 мм;
- F-3, с максимальным диаметром обхвата 120 мм.
Все перечисленные клещи имеют одинаковые электрические параметры. Максимально возможный измеряемый ток при подключении к PQM составляет 10 кА (это ограничение из-за особенностей схемы входного тока, а не самих клещей).
|
