Способ контроля состояния заземлителей опор воздушных линий без отсоединения грузозащитного троса

 

Изобретение относится к измерительной технике в области высоких напряжений. Цель изобретения - повышение точности и достоверности контроля. Способ контроля состояния заземлителей опор 1 без отсоединения грозозащитного троса 2 заключается в установке токового электрода 3, расположенного в зоне далекой земли, и потенциального электрода и измерении электрических потенциалов при подаче переменного тока в цепь между токовым электродом и заземлителем с помощью измерительного прибора 4. При этом измеряют первый потенциал при установке потенциального электрода в зон.е нулевого потенциала, перемещают потенциальный электрод в зону полуспада потенциальной диаграммы, располагают его в различных направлениях от опоры, для каждого направления измеряют второй потенциал и расстояние между потенциальным электродом и осью опоры и вычисляют радиус заземлителя. 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 27/20, 31/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4728896/21 (22) 26.06.89 (46) 23.09.91. Бюл. М 35 (71) Производственное обьединение энергетики и электрификации "Горэнерго" (72) B.Ï.Áàçàíîâ, Т.Е.Путова и В.А.Тураев (53) 621.317.799 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 756314, кл. G 01 R 27/20, 1980.

Методические указания по измерению сопротивления заземлителей опор ВЛ без отсоединения грозозащитного троса, СИБНИИЭ, 1980, с. 18, (54) СПОСОб КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ

ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ ОПОР ВОЗДУШНЫХ

ЛИНИЙ БЕЗ ОТСОЕДИНЕНИЯ ГРОЗОЗАЩИТНОГО ТРОСА (57) Изобретение относится к измерительной технике в области высоких напряжений.

Цель изобретения — повышение точности и

„„5U 1679412 А1 достоверности контроля. Способ контроля состояния эаземлителей опор 1 беэ отсоединения грозозащитного троса 2 заключается в установке токового электрода 3, расположенного в зоне далекой земли, и потенциального электрода и измерении электрических потенциалов при подаче переменного тока в цепь между токовым электродом и заземлителем с помощью измерительного прибора 4, При этом измеряют первый потенциал при установке потенциального электрода в зоне нулевого потенциала, перемещают потенциальный электрод в зону полуспада потенциальной диаграммы, располагают его в различных направлениях от опоры, для каждого направления измеряют второй потенциал и расстояние между потенциальным электродом и осью опоры и вычисляют радиус заземлителя. 1 ил, 1679412 ется в качестве расчетной картины поля тока, стекающего с заэемлителя, принять, картину эквипотенциалей в форме полуэллипсоидов вращения. При этом аналогично

Ron = - arsh —, (2zf r

3 (4) 15 (5) 20

25 радиальных от оси опоры направлениях

30 (i-x направлениях) с погрешностью, не превышающей 3-57, дают информацию о геометрических размерах эаземлителя. участвующего в стекании тока в массив грунта. При этом определяется эквивалент35 ный радиус заземлителя гэ, вычисленный как среднеарифметическое значение r, определяемый по формуле (5):

П

g г

r — (6) и

О 1 в..=

Б r (2) r-=Õ= —, Y (3) Изобретение относится к измерительной технике в области сетей высокого напряжения и может быть использовано для контроля состояния заземлителей опор линий электропередачи без отсоединения грозозащитных тросов.

Цель изобретения — повышение точности и достоверности контроля состояния заземлителей опор воздушных линий (ВЛ).

На чертеже изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Сущность способа заключается в следующем, Рассмотрим поле тока, стекающего с заземлителя простейшей формы — формы полусферы.

Потенциальная диаграмма для заземлителя такой формы как функция удаленностии в радиальном направлении рх (X) описывается соотношением где l = — - — величина тока, стекающего с оп заземлителя; р- потенциал заэемлителя;

Ron — сопротивление заземлителя;

p — удельное сопротивление грунта;

Х вЂ” расстояние от оси опоры до точки с потенциалом рх. . Сопротивление заземлителя где г — радиус полусферы заземлителя.

Подставив значение! и R в формулу (1) и преобразовав ее, получим

Полученное выражение показывает, что, измерив величины p>, rpx, Х независимо от величины тока, стекающего с заземлителя, можно достоверно определить размер заземлителя (в данном примере радиус r) и, тем самым, оценить его состояние.

Использование полученного значения r в качестве информативного параметра, характеризующего состояние заземлителя, позволяет определить наличие заземлителя, его целостность и соответствие проекту или нормам, Важной особенностью способа является его независимость от подключенного

10 троса и вариаций удельного сопротивления грунта р.

В действительности форма заземлителей одностоечных опор ВЛ значительно отличается от полусфер, поэтому предлагавыражениям (2 и 3), сопротивление и радиус заземлителя в форме полуэллипсоида вращения описываются выражениями: где 1 — длина заглубленной части опоры, Реальные заземлители имеют более сложную форму, отличную от правильных полуэллипсоидов, но на уровне полуспада потенциальной диаграммы они. создают картину поля, близкую картине эквипотенциалей заземлителя в форме полуэллипсоидов вращения.

Поэтому измерения рх, проведенные в трех или более произвольно выбранных

При необходимости, измерив р около опоры любым известным способом, можно вычислить сопротивление заземлителя опоры по формуле (4).

Устройство для реализации способа содержит заделанную на глубину г ниже поверхности земли опору 1 с заземлителем, соединенную с грозозащитным тросом 2, и токовый электрод 3, расположенный в зоне далекой земли (на расстоянии 40-60 м от опоры), подключенные соответственно к первому и второму токовым зажимам измерительного прибора 4. Первый потенциальный зажим измерительного прибора 4 соединен с первым токовым зажимом, второй потенциальный зажим соединен с потенциальным электродом 5.

1679412

В качестве измерительного прибора 15 удобно испольэовать существующие измерители заземлений. В силу принципа, заложенного в основу их работы (пропорциональность показаний прибора разнице потенциалов на зажимах потенциальной цепи 20 при постоянной величине тока в токовой цепи), измерения электрических потенциалов сводятся к измерению величин сопротивлений.

Устройство работает следующим обра- 25 зом.

Потенциальный электрод 5 располагают в зоне нулевого потенциала (на расстоянии 30-40 м от опоры) и измеряют прибором

4 сопротивление R1, пропорциональное алек- 30 трическому потенциалу в этой точке р1. Перемещают потенциальный электрод 5 в зону полуспада потенциальной диаграммы, которую определяют по показанию измерительного прибора 4, соответствующему 35

0,4-0,6 от величины R1.

Измеряют величину сопротивления R21 и расстояние Х1 между осью потенциального электрода и осью опоры. При этом разница первого и второго измеренных 40 значений сопротивлений (R1-R21) будет пропорциональна величине электрического потенциала щ в точке расположения потенциального электрода 5 на расстоянии Х1 от оси опоры 1. 45

По формуле (5)

Г

R1 (Я1 — Я2 Х )

50 приняв Е= 3,3 м (длина заглубленной части опоры), определяют радиус заземлителя при расположении потенциалького электрода 5 по отношению к опоре 1 в первом направлении. 55

Повторяют измерения сопротивления

R2 и расстояния Х, располагая потенциальный электрод 5 в других, отличных от первого, направлениях по отношению к опоре 1 (количество измерений n — не менее трех) и вычисляют для каждого направления радиус заземлителя rl (где i 1,2...n) по формуле

f ю е

sh (R1 Щ, arsh >) Затем определяют эквивалентный радиус заземлителя как среднее арифметическое его радиусов в различных направлениях

g ri

l =1

r и

Выражение (4) однозначно связывает три величины Ron, p, гэ. В практике СССР принято нормировать сопротивление заземлителей опор Воп в зависимости от р грунта, Согласно этим нормативам заземлитель считается в норме, если между Ron и р выдерживаются следующие соотношения:

0 < р 100 Ом. м, R 100 Ом

100< р 5000м м, R 150 0м (7)

500< р 10000м м, R :-200м

1000< р< 50000м м, R 300M. !

Используя выражения (4) и (7) и положив степень заглубления опоры Е = 3,3 для заземлителя в норме, получим следующие соотношекия:

0 <р< 100 0м м, ra 0,9 м

100 <Р < 500 OM м, r3 4,96 м (8)

500 < р < 1000 Ом м, гэ 7,76 м

1000 <р< 5000 Ом м,r3 26,4 м.

Недостатком соотношений (8) является их дискретная структура, Действительно, при р = 150 Ом м, экономически нецелесообразно сооружать заземлитель с rg =

=4,96 м, так как для обеспечения Roo = 15 OM достаточно иметь заземлитель с r> = 2,1 м.

Поэтому соотношения (8) целесообразно переписать в более компактной форме, которая согласуется с нормативными требованиями, принятыми B практике СССР:

0

500 0м м, r> >0,006р+2, где 0,01 и 0,006 — размерные коэффициенты, 1/Ом.

По полученному предлагаемым способом значению гэ и измеренному любым известным способом (или взятому из проектной документации) значению р судят о состоянии исследуемого заземлителя.

Использование предлагаемого способа по сравнению с известным позволяет осуществлять контроль состояния заземлителей опор ВЛ без отсоединения грозоза-щитного троса по величине геометрического параметра заземлителя, а именно его эквивалентному радиусу, величина которого не зависит ни от наличия или отсутствия грозозащитного троса, ни от сезонных изменений удельного сопротивления грунта, ни от искажающих характер эквипотенциалей поля заземлителя случайных помех, что повышает точность и достоверность контроля состояния заземлителей.

1679412

Составитель В. Степанкин

Техред М.Моргентал Корректор Т, Палий

Редактор Н. Тупица

Заказ 3211 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Способ контроля состояния заземлителей опор воздушных линий без отсоединения грозозащитного троса, заключающийся в том, что в грунт устанавливают токовый и потенциальный электроды, пропускают переменный электрический ток между контролируемым заземлителем и токовым . электродом, измеряют разность потенциалов между контролируемым заземлителем и потенциальным электродом, о т л и ч а ю.шийся тем, что, с целью повышения. точности и достоверности контроля, измеряют разность потенциалов между зазем. лителем и потенциальным электродом при изменении расстояния между ними, определяют расстояние, на котором разность потенциалов перестает изменяться и принимают потенциал точки на этом расстоянии за первое значение потенциала, определяют расстояние до точки, значение разности потенциалов в которой равно половине разности потенциалов между заземлителем и точкой с первым значением потенциала и принимают эту точку за точку полуспада потенциальной диаграммы заземлителя, определяют расстояния до точек полуспада потенциальной диаграммы заземлителя в различных расстояниях, порезультатам измерений вычисляют радиус г

5 заземлителя по формуле

10 где Г- длина заглубленной части опоры заэемлителя; ф1 — первое значение потенциала;

rp2i — потенциал точки полуспада потенциальной диаграммы заземлителя в 1-м на15 правлении;

Х вЂ” расстояние между осью потенциального электрода и осью опоры в I-м направлении, определяют эквивалентный радиус зазем20 лителя как среднее арифметическое его радиусов в различных направлениях и по величине эквивалентного радиуса контролируемого заэемлителя судят о его состоянии.

25.