Способ измерения сопротивления заземляющего устройства тяговой подстанции постоянного тока

Авторы патента:

G01R27/20 - для измерения сопротивления заземления; для измерения контактного сопротивления заземлителей, например пластинчатых

Владельцы патента RU 2466415:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения (RU)

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения сопротивления заземляющего устройства тяговых подстанций электрифицированных на постоянном токе железных дорог. Техническим результатом предлагаемого изобретения является существенное повышение точности измерения за счет увеличения измерительного тока, снижение трудоемкости и затрат на измерение, поскольку отсутствует необходимость использования переносного генератора, амперметра, токового электрода и катушки с длинными проводами. Поставленная задача достигается благодаря тому, что в способе измерения сопротивления заземляющего устройства тяговой подстанции постоянного тока измерительным током является часть тягового тока, натекающего на заземляющее устройство тяговой подстанции постоянного тока, подключенное через дренажную установку к минусу источника, значение тока через заземляющее устройство определяют с помощью деления напряжения на шунте дренажной установки на сопротивление этого шунта, искомое сопротивление заземляющего устройства вычисляют по формуле , где R_ш - сопротивление шунта дренажной установки, U_ш - напряжение на шунте дренажной установки, U_з - напряжение между заземляющим устройством и удаленным потенциальным электродом, отнесенным в «точку нулевого потенциала». 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения сопротивления заземляющих устройств тяговых подстанций электрифицированных на постоянном токе железных дорог.

Известны различные способы для измерения сопротивления заземляющего устройства (С.И.Коструба. Измерение электрических параметров земли и заземляющих устройств. Монография. - М.: Энергоатомиздат, 1983 г. В.С.Азаров, Ю.М.Куприянович. Эксплуатационный контроль условий электробезопасности на подстанциях. - М.: Изд-во МГОУ).

Суть известных способов измерения сопротивления заземляющего устройства заключается в пропускании через заземляющее устройство измерительного электрического тока, определении значения этого тока, определении значения электрического потенциала на заземляющем устройстве и вычислении искомого сопротивления заземляющего устройства по формуле, основанной на законе Ома.

Основным недостатком всех известных аналогов является низкая точность измерения сопротивления заземляющего устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ измерения сопротивления заземляющего устройства по методу амперметра и вольтметра.

Суть известного способа заключается в следующем. Предварительно от заземляющего устройства отсоединяют нулевой защитный провод (РЕ, PEN или N) электрической сети. Затем через заземляющее устройство и забитый в землю на достаточно большом расстоянии вспомогательный токовый электрод пропускают электрический ток от переносного источника измерительного электрического тока (генератора) через амперметр, который показывает значение измерительного тока I. Возникшее при этом электрическое напряжение U на заземляющем устройстве измеряют вольтметром, включенным между заземляющим устройством и забитым в землю на достаточно большом расстоянии вспомогательным потенциальным электродом. Искомое сопротивление заземляющего устройства определяют по следующей известной из закона Ома формуле:

R_з=U/I,

где U - напряжение, измеренное вольтметром, В;

I - ток, измеренный амперметром, А.

Устройство для осуществления известного способа содержит переносной источник измерительного электрического тока (генератор), амперметр, вспомогательный токовый электрод, который необходимо перед проведением измерений забить в землю на достаточно большом расстоянии от заземляющего устройства, а после измерений извлечь его из земли, вольтметр, вспомогательный потенциальный электрод, который необходимо перед проведением измерений забить в землю на достаточно большом расстоянии от заземляющего устройства и от вспомогательного токового электрода, а после измерений извлечь его из земли, две катушки с длинными проводами, провод одной из которых используют для соединения амперметра и переносного источника измерительного электрического тока (генератора) с токовым электродом, а провод второй - для соединения вольтметра с потенциальным электродом, короткие провода для соединения заземляющего устройства с переносным источником измерительного электрического тока (генератором), вольтметром и амперметром.

Для обеспечения приемлемой точности измерений расстояния между заземляющим устройством и токовым электродом, заземляющим устройством и потенциальным электродом, а также между токовым и потенциальным электродами должно быть достаточно большим (в идеале оно должно быть равно бесконечности), а в земле не должно быть металлических коммуникаций, искажающих картину электрического поля (С.И.Коструба «Измерение электрических параметров земли и заземляющих устройств». - М.: Энергоатомиздат, 1983 г.).

Недостатками прототипа являются существенные погрешности измерения, обусловленные конечными расстояниями между электродами и заземляющим устройством. Кроме того, известный способ требует наличия переносного источника измерительного электрического тока (генератора), токового электрода, который нужно забивать в землю, а затем извлекать его из земли и наличия катушки с соединительными проводами, что делает способ сравнительно сложным и относительно дорогим.

Целью изобретения является повышение точности измерения, а также снижение трудоемкости и затрат на процесс измерения сопротивления заземляющего устройства тяговой подстанции постоянного тока.

Для достижения указанной цели в предлагаемом способе измерения сопротивления заземляющего устройства тяговой подстанции постоянного тока, включающем пропускание через заземляющее устройство электрического тока, определение значения этого тока, определение значения электрического напряжения между заземляющим устройством и потенциальным электродом, отнесенным в «точку нулевого потенциала» и вычисление искомого сопротивления заземляющего устройства по формуле, основанной на законе Ома, измерительным током через заземляющее устройство является часть тягового тока, натекающего на заземляющее устройство тяговой подстанции постоянного тока, подключенное через дренажную установку к минусу источника, значение тока через заземляющее устройство определяют с помощью деления напряжения на шунте дренажной установки на сопротивление этого шунта, искомое сопротивление заземляющего устройства вычисляют по следующей формуле:

где R_ш - сопротивление шунта дренажной установки;

U_ш - напряжение на шунте дренажной установки;

U_з - напряжение между заземляющим устройством и удаленным потенциальным электродом, отнесенным в «точку нулевого потенциала».

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фигурой. На фиг. приняты следующие обозначения: 1 - потенциальный электрод, отнесенный в «точку нулевого потенциала», 2 - заземляющее устройство, 3 - минус источника, 4 - дренажная установка, 5 - точка подключения к путевому дроссель-трансформатору, V1 и V2 - вольтметры постоянного тока, 6 - шунт дренажной установки сопротивлением R_ш, 7 - добавочное сопротивление величиной R_д, 8 - диод.

На фиг. представлено заземляющее устройство 2 тяговой подстанции постоянного тока, соединенное через дренажную установку 4, содержащую шунт 6 сопротивлением R_ш, добавочное сопротивление 7 величиной R_д, диод 8, с минусом источника 3 (шина тяговой подстанции - 3,3 кВ). Способ измерения сопротивления заземляющего устройства тяговой подстанции постоянного тока осуществляют следующим образом. К шунту 6 дренажной установки подключают вольтметр постоянного тока V2, вольтметр постоянного тока V1 подключают между заземляющим устройством 2 и потенциальным электродом 1, отнесенным в «точку нулевого потенциала», измеряют напряжения R_ш и U_з с помощью вольтметров V2 и V1 соответственно, искомое сопротивление заземляющего устройства вычисляют по следующей формуле:

где R_ш - сопротивление шунта дренажной установки;

U_ш - напряжение на шунте дренажной установки;

В результате использования предлагаемого изобретения существенно повышается точность измерения за счет увеличения измерительного тока, снижается трудоемкость и затраты на измерение сопротивления заземляющего устройства тяговой подстанции постоянного тока, поскольку отсутствует необходимость использования переносного источника измерительного электрического тока (генератор), амперметра, токового электрода и катушки с длинными проводами.

Способ измерения сопротивления заземляющего устройства тяговой подстанции постоянного тока, включающий пропускание через заземляющее устройство электрического тока, определение значения этого тока, определение значения электрического напряжения между заземляющим устройством и потенциальным электродом, отнесенным в «точку нулевого потенциала», и вычисление искомого сопротивления заземляющего устройства по формуле, основанной на законе Ома, отличающийся тем, что измерительным током является часть тягового тока, натекающего на заземляющее устройство тяговой подстанции постоянного тока, подключенное через дренажную установку к минусу источника, значение тока через заземляющее устройство определяют с помощью деления напряжения на шунте дренажной установки на сопротивление этого шунта, искомое сопротивление заземляющего устройства вычисляют по следующей формуле:

где R_ш - сопротивление шунта дренажной установки;
U_ш - напряжение на шунте дренажной установки;
U_з - напряжение между заземляющим устройством и удаленным потенциальным электродом, отнесенным в «точку нулевого потенциала».

Изобретение относится к способам бесконтактной оценки с помощью электрохимического анализа эффективности катодной защиты подземных металлических сооружений. .

Способ обнаружения координат локальных разрушений конструкций и устройство для его осуществления // 2420750

Изобретение относится к области измерительной техники. .

Способ определения наличия соединения в месте пересечения горизонтальных элементов заземляющего устройства // 2392628

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения наличия соединения в месте пересечения горизонтальных элементов заземляющего устройства.

Способ определения трассы прокладки элементов заземляющего устройства // 2366967

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения трассы прокладки элементов заземляющего устройства объектов энергоснабжения, в том числе и тяговых подстанций железнодорожного транспорта.

Устройство для погружения в грунт винтовых электродов // 2363006

Изобретение относится к электротехнике, измерительной технике, а также к технике монтажа и измерения сопротивления заземляющих устройств. .

Способ измерения поляризационного потенциала металлических подземных сооружений // 2353941

Устройство для контроля наличия заземления в розетке // 2341841

Изобретение относится к устройствам для обеспечения безопасной эксплуатации приборов офисной и бытовой техники и предназначено для контроля работоспособности защитного заземления (зануления) в розетке преимущественно европейского типа.

Способ определения расстояния до элемента заземляющего устройства и глубины его залегания по трем измерениям // 2334992

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения глубины залегания и расстояния до элементов заземляющего устройства объектов энергоснабжения и тяговых подстанций железнодорожного транспорта.

Способ и устройство для измерения сопротивления заземлителя // 2321009

Изобретение относится к области электроэнергетики. .

Устройство для измерения удельного электрического сопротивления грунта // 2270457

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к технике измерения удельного электрического сопротивления заземляющих устройств. .

Способ измерения поляризационного потенциала подземного металлического сооружения // 2499270

Изобретение относится к области защиты подземных металлических сооружений от коррозии и может быть использовано для обеспечения контроля поляризационного потенциала в установках катодной защиты подземных металлических сооружений, в частности магистральных трубопроводов. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности измерения потенциала поляризации за счет более полного исключения влияния омической составляющей, флуктуации и спада потенциала за время задержки путем повторения второго цикла измерений с задержкой по времени, а также повышение производительности за счет снижения продолжительности измерений путем выбора оптимального режима измерений. Технический результат достигается благодаря тому, что способ измерения поляризационного потенциала подземного металлического сооружения содержит следующие операции: подключают вспомогательный электрод к подземному металлическому сооружению и входу вольтметра, осуществляют первый цикл измерений поляризационного потенциала через равные промежутки времени, по результатам которого проводят оценку флуктуации результатов измерения от времени, определяют минимальную частоту спектра флуктуации, выбирают время задержки, равное длительности периода минимальной частоты спектра флуктуации, отключают вспомогательный электрод от подземного металлического сооружения и по истечении времени, равного времени задержки, проводят второй цикл измерений поляризационного потенциала через промежутки времени, длительность которых составляет не менее чем время задержки, а значение поляризационного потенциала определяют путем экстраполяции результатов измерений второго цикла. 4 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Устройство измерения сопротивления заземления и бортовое зарядное устройство для транспортного средства, оборудованное таким устройством // 2603173

Группа изобретений относится к предохранительным электрическим устройствам. Устройство (26) измерения сопротивления резистора (24) заземления установки содержит: источник (8) тока и амперметр (9), вторую электрическую ветвь (22) и третью электрическую ветвь (23). Источник (8) тока и амперметр (9) расположены на первой электрической ветви (21), выполненной с возможностью соединения фазы (5) сети (3) питания с заземлением (19) установки. Вторая электрическая ветвь (22) выполнена с возможностью соединения провода нейтрали (4) сети (3) питания с заземлением (19) установки. Вторая ветвь (22) содержит резистор (13), к клеммам которого подсоединен вольтметр (14), и первый конденсатор (10), последовательно соединенный с резистором. Третья ветвь (23) выполнена с возможностью соединения провода нейтрали (4) сети с заземлением (19) установки. Третья ветвь (23) содержит второй конденсатор (20) со значением емкости, превышающим емкость первого конденсатора (10). При этом второй конденсатор (20) включен параллельно первому конденсатору (10) и первому резистору (13). Зарядное устройство (1) для зарядки батареи автотранспортного средства содержит устройство (26). Технический результат заключается в повышении точности измерения сопротивления заземления. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Защищенная бортовая система зарядки батареи автотранспортного средства от сети питания // 2613000

Изобретение касается безопасности пользователя бортового устройства зарядки батареи автотранспортного средства и, в частности, оценки качества заземления сети питания, подключенной к устройству зарядки батареи автотранспортного средства. Защищенная система зарядки батареи автотранспортного средства от сети питания установлена на автотранспортное средство и содержит средства измерения частоты сети питания, средства подачи импульсов тока в сеть питания, средства измерения напряжения между землей и нулем сети питания, аналоговый фильтр для фильтрации на высоких частотах измеряемых напряжений, цифровой фильтр для фильтрации на низких частотах напряжений, отфильтрованных аналоговым фильтром, и средства определения сопротивления между землей и нулем сети по напряжениям, отфильтрованным цифровым фильтром, и по амплитуде импульсов тока. Цифровой фильтр включает в себя усредняющий фильтр, определяющий среднее значение по N измерениям напряжения, разделенным временным интервалом T+T/N, где Т - период сети, определенный средствами измерения частоты сети. Технический результат – повышение качества заземления сети питания, подключенной к устройству зарядки батареи автотранспортного средства. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ измерения сопротивления растеканию тока // 2617563

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для измерения сопротивления растеканию тока. Способ измерения сопротивления растеканию тока согласно изобретению заключается в том, что устанавливают вспомогательный потенциальный электрод, выполненный из материала, обеспечивающего максимальную внешнюю контактную разность потенциалов по отношению к заземлению. Определяют внешнюю контактную разность потенциалов с помощью вольтметра с высоким внутренним сопротивлением. Соединяют заземление и вспомогательный потенциальный электрод через высокоомное нагрузочное сопротивление и последовательно включенный амперметр. Измеряют ток, протекающий через нагрузочное сопротивление. Вычисляют сопротивление растеканию тока, применяя закон Ома для полной цепи. Техническим результатом от использования способа согласно изобретению является снижение трудоемкости и затрат на измерения сопротивления растеканию тока. 2 ил., 1 табл.