Устройство для измерения напряжения прикосновения и шага и сопротивления заземления

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ Н ПРЯЖЕНИЯ ПРИКОСНОВЕНИЯ И ШАГА И СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ, содержащее источник питания, соединенный первы полюсом с коммутационным блоком, а вторым - с токовым электродом, изме рительный блок, соединенный с выходом коммутационного блока, вспомогательным токовым и двумя потенциальными электродами, отличающееся тем, что, с целью повышения точности иэлектробезопасности измерений, иэмерительный блок выполнен в виде источника напряжения смещения и блоков измерения тока и напряжения, которые состоят из последовательно соединенных входного узла, однополупериодного выпрямителя, зарядно-запоминающего узла и индикатора, который подключен к сдвоенному регулируемому резистору, причем выход заряднозапоминающего узла блока измерения напряжения подключен к источнику на- § пряжения смещения.

(191 (111

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСтИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3233084/18-21 (22) 04.01 ° 81 (46) 30.06.83. Бюл. Р 24 (72) Н,Ф. Карнаухов и В.В. Платонов (71) Ростовское пуско-наладочное управление треста "Кавэлектромонтаж" (53) 621. 317. 7 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 455287, кл, G Q1 R 19/00,. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 744 342, кл, G 01 R 19/00, 1974 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИКОСНОВЕНИЯ И ШАГА И СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ, содержащее источник питания, соединенный первым полюсом с коммутационным блоком, а вторым - с.токовым электродом, изме3(511 6.01 .R G R 27 20 рительный блок, соединенный с выходом коммутационного блока, вспомогательным токовым и двумя потенциальными электродами, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и электробезопасности измерений, измерительный блок выполнен в виде источника напряжения смещения и блоков измерения тока и напряжения, которые состоят из последовательно соединенных входного узла, однополупериодного выпрямителя, зарядно-запоминающего узла и индикатора, который подключен к сдвоенному регулируемому резистору, причем выход заряднозапоминающего. узла блока измерения напряжения подключен к источнику на- Е

O пряжения смещения.

1026064

Изобретение относится к электроизмерениям и предназначено для снятия кривых распределения потенциалов и оперативного контроля напряжений прикосновения и шага в зоне расстекания тока с заземпителя, а также для измерения сопротивления заземления в электроустановках любого напряжения.

Известно устройство для измерения напряжения прикосновения и шага, 30 содержащее источник питания, соединенный через коммутационный блок с токовыми электродами, и измерительный блок, содержащий амперметр и вольт- мерт, подключенные соответственно в 15 цепи токовых и потенциальйых электродов (1).

Измерения производятся при искусственном заьыкании одной иэ фаз источника испытательного напряженйя на земпю. По измеренным значениям токов и напряжений расчетным путем определяются действительные значения напряжений прикосновения и гаага в случае аварийного режима в сетях высокого напряжения. При этом требуется дважды выполнить замеры: сначала напряжения прикосновения или шага, а затем потенциала на эаземпителе. Величина напряжения электрической сети эа время между замерами может меняться, что приводит к погрешности при измерении. Кроме того, амперметр и вольт-, метр устройства фиксируют .и аперподи- . ческие составляющие измеряемых токов и напряжения, что приводит к снижению35 точности, измерений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения напряжения прикосновения и шага и сопротивленля заземления, содержащее измерительный блок выполненный в виде логометрч с двумя рамками, подключенными к диагоналям постоян- 45 ного напряжения двух выпрямительных мостов, источник питания, один полюс которого через коммутационный блок и шунтирующий резистор соединен с

ПФРвым токовым электродом, а втоРой .Йолюс — с вторым токовым электродом, переключателем иа три положения и через. диагональ переменного напряжения второго выпрямительного моста и первый добавочный резистор — с первым потенциальным электродом, при этом второй полюс источника питания через переключатель, диагональ переменного напряжения йервого выпрями-тельного моста и через второй добавочный резистор соединен с вторым 60 потенциальным электродом, а третий потенциальный элЕктрод связан с переключателем на три положения. Путем установки переключателя в одно из по ложений производят измерения напря- « 5 жения прикосновения и шага или сопротивления эаземпения 2 .

Недостатком такого устройства является низкая точность измерений, обусловленная тем, что в зоне измерений могут протекать блуждающие токи, которые наводят напряжение между потенциальными электродами..

Устройство, в измерительном блоке которого использован логометр, не позволяет измерять величину наведенного напряжения,.которое в отсутствие испытательного напряжения поступает только на одну рамку лого-, метра. При срабатывании коммутацйонного. блока наведенное напряжение от блуждающих токов складывается с наведенным испытательным напряжением. В результате этого показания устройства имеют погрешность, зави-сящую от соотношения составляющих, обусловленных блуждающими и испытательным токами.

Ф

Начало и .конец шкалы известного устройства являются нелинейными вследствие нелинейности вольт-амперных характеристик выпрямительных мостов,к диагоналям которых подключены рамки логометра, следовательно, измерения малых и больших величин в пределах шкалы известного устройства являются недостаточно точными. другим недостатком известного устройства является повышенная элект роопасность для обслуживающего персонала, обусловленная тем, что для отсчета показаний испытательное напряжение необходимо подавать в течение относительно длительного времени (2-3 с) .

Цель изобретения - повышение точности и электробеэопасвости измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измеренйя напряжения прикосновения.и шага и сопротивления заземнения, содержащем источник питания, соединенный первым полюсом с коммутационным блоком, а вторым - с токовым электродом, йзмерительный блок, соединенный с выходом коммутационного блока, вспомо.гательным токовым и двумя"цотенци-! альными электродами, измерительный ,блок выполнен в виде источиика напря,жения смещения и блоков измерения

Imaa и напряжения, состоящих из последовательно соедийенных входного.. узла, однополупериодного выпрямителя, зарядно-запоминающего узла и индикатора, подключенного к сдвоенному ре,гулируемому резистору, причем выход эарядно-запоминающего узла блока измерения напряжения подключен к источнику напряжения смещения.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

102ь064

Устройство содержит токовый электрод. 1,.подключенный к источнику 2 питания, вспомогательный токовый . электрод 3, подключенный к входному узлу 4 органа 5 измерения тока, а также потенциальные электроды 6 и 7; падключенные к входному узлу 8 органа 9 измерения напряжения, причем блоки 5 и 9 измерения тока и напряжения образуют измерительный блок устройства, 10

Выходы узлов 4 и 8 подключены соответственно к однополупериодным выпря- мителям 10 и 11, соединенным последовательно с зарядно-запоминающими узлами 12 и 13. Выходы зарядно-запоминаю- 15 щих узлов 12 и 13 соединены соответственно с индикаторами тока 14 и напряжения 15, к которым последовательно подключен сдвоенный регулируеьий резистор 16. 20

Второй выход зарядно-запоминающего узла 13 соединен с подвижным контактом ниэкоомного регулируемого резистора 17 источника 18 напряжения смещения, подключенного к выходу узла

19 управления коммутационного блока 20.

Узел 19 управления соединен с формирователем 21 управл» их импульсов .непосредственно и, кроме того, через импульсную кнопку 22.

Выход формирователя 21 управляющих импульсов подключен к фазовому ключу 23„ вход которого соединен с источником 2 питания и узлом 19 управ; ления,.а выход подключен к входному 35 узлу 4.

Устройство работает следующим обРазом.

Токовый .электрод 1, подключенныйк полюсу источника 2 питания, и рас- 40 положенный на нормированном расстоянии от него вспомогательный токовый электрод 3 находятся в земле. Потен-. циальные электроды б и 7 устанавливаются на поверхности земли. 45

От протекания,в зоне измерения. блуждамцих токов на потенциальных электродах б и 7 наводится напряжение, которое через входной узел 8 органа 9 измерения напряжения поступает на однойолупериодный выпрямитель 11 и далее на вход заряднозапоминающего узла 13. Если на последний не поступает напряжение смещения от источника 18 напряжения смещения (подвижный контакт резистора

17. находится в крайнем левом положении), наведенное напряжение запоминается и при максимально введенном резисторе 16 на индикаторе 15 напряжения фиксируется его величина. Для 60 компенсации показаний индикатора 15 напряжения в зарядно-запоминающий узел 13 подают напряжение смещения путем перемещения подвижного контакта регулируемого резистора 17 до 65 установки стрелки индикатора 15 на нулевую отметку.

После полной компенсации показаний индикатора 15 напряжения, т.е. исключения влияния блуждающих .токов на точность измерения, нажатием импульсной кнопки 22 запускается формирователь 21 управляющих импульсов.

При этом с выхода формирователя 21 управляющих импульсов на вход фазового. ключа 23 поступают два импульса, сдвинутые на 0,01 с, которые открывают его в нулевых точках синусойдального напряжения, поступающего от источника 2 питания, и по цепи фазовый ключ 23 — входной узел 4, — вспомогательный токовый электрод 3земля — токовый электрод 1 протекает импульс переменного тока длительностью 0,02 с положительным первым полупериодом.

В однополупериодном выпрямителе

10 анериодическая составляющая испытательного тока заземления, затухающая в течение первого полупериода импульса переменного тока, не выпрямляется, а выпрямляется и запоминается зарядно-запоминающим узлом 12 лишь второй полупериод импульса переменного тока, когда,аттериодической составляющей уже.. нет.

Измерение величин испытательного тока заземления I+ и напряжения прикосновения Ug (при установке потенциального электрода б в зоне растекания, а потенциального электрода 7 в той же точке, что и токовый электрод 1) или напряжения шага 0 „(при установке потенциальных электродов б и 7 в зоне растекания. на расстоянии шага, равном 0,8 м) происходит в блоках 5 и 9 -измерения. тока и напряжения по соответствующим цепям измерения тока: входной узел 4 однополупериодный выпрямитель 10 зарядно-запоминающий узел 12 — индикатор 14 тока и измерения напряжения: входной узел 8 — однополунериодный выпрямитель 11 — зарядно-, запоминающий узел 13 — индикатор 15 напряжения аналогично измерению напряжения, наведенного от блуждающих токов °

Подача напряжения смещения на зарядно-запоминающий узел 13 практически не нарушает идентичности работы блоков измерения 5 и 9, так как сопротивление резистора 17, введенного .в цепь заряда узла 13, существенно ! меньше общего .зарядного сопротивле, ния.

Действительные значения. напряжения прикосновения или шага в случае аварийного, режима О О 1С, в сетях высокого напряженйя определяются по фор-, муле 0„ 1, ЮЯф -,где 1,- ток .короткого замыкания системы.

1026064

Составитель В. Костин

Редактор Н. Безродная Техред М.Гергель Корректор A. Тяско

Заказ 4552/37 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам:изобретений и открытий

113035р Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В ПРЕДЛ агаЕМом Устройстве отношение -"@ определяется по шкале индикатора 15 напряжения следующим образом.

При одновременном фиксировании величин .) и О„,,стрелку на шкале индикатора 14 тока устанавливают на

"100" (путем изменения сопротивления сдвоенного регулируемого резистора

16, подключенного к индикаторам 14 и 15). При этом в цепи индикатора 15 напряжения происходит пропарциональ- )О ное изменение тока, и установившееся положение стрелки индикатора 15 напряжения укажет на величину отношения (щш)!+

Измерение величины сопротивления заземления (при установке потенциального электрода 6 в зоне нулевого потенциала, а потенциального электрода 7 в точке расположения токового электрода 1) происходит аналогично описанному выше измерению отйошения ()„,ц) 3 по шкале индикатора 15 напряжения. (Выполнение измерительного блока в виде двух идентичных блоков измерения тока и напряжения, содержащих последовательно соединенные входной узел, выпрямитель, эарядно-запоминаю° щий узел и индикатор с источником напряжения смещения, подключенным к блоку измерения напряжения, позволяет повысить точность измерений путем устранения влияния блуждающих токов и исключения нелинейности шкалы измерений. Наличий в измерительном блоке эарядио-запоминающих узлов позволяет сократить длительность действия испытательного напряжения в зоне измерений до 0,02 с, что повышает электробезопасность измерений.