СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ ЗАЛЕГАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНТУРА ЗАЗЕМЛЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК G01R27/20 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения глубины залегания элементов контура заземления объектов энергоснабжения и тяговых подстанций железнодорожного транспорта.

Известен способ определения глубины залегания подземных сооружений, согласно которому выход генератора подключают к подземному сооружению, определяется трасса подземного сооружения, ось индукционной рамки поворачивают на угол 45^o к вертикальной плоскости, проходящей через кабель, отводят рамку в сторону от намеченной трассы. Расстояние от трассы подземного сооружения до зоны отсутствия ЭДС считают равным глубине залегания подземного сооружения. (Шалыт Г.М. Определение мест повреждения в электрических сетях. -М. - 1982.).

Недостатком известного способа является то, что процесс ориентирования катушек в пространстве значительно усложняет измерения, приводит к существенным временным и трудовым затратам и не позволяет получить достоверные результаты.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения глубины залегания горизонтальных заземлителей, согласно которому источник переменного тока подключают к заземляющему устройству, определяют трассу прокладки элементов заземления, измеряют напряженность электромагнитного поля на поверхности земли, поднимают датчик вверх над трассой на расстояние, при котором напряженность поля уменьшается в два раза. Это расстояние считают равным глубине залегания горизонтальных элементов контура заземления. (Методические указания по контролю состояния заземляющих устройств электроустановок. РД 153-34.0-20.525-00, Российское акционерное общество энергетики и электрификации "ЕЭС России". - М. - 2000 г.)
Недостатком данного способа является большая трудоемкость и значительные временные затраты.

Цель изобретения - снижение трудоемкости определения глубины залегания элементов контура заземления.

Для достижения этой цели в предлагаемом способе определения глубины залегания элементов контура заземления, включающем подключение источника переменного тока к заземляющему устройству, определение трассы прокладки элементов заземления, измерение напряженности электромагнитного поля на поверхности земли, поднятие датчика вверх над трассой, измерение напряженности электромагнитного поля над поверхностью земли, измерение напряженности электромагнитного поля на поверхности земли H₁ производят первым датчиком напряженности электромагнитного поля, измерение напряженности электромагнитного поля над поверхностью земли H₂ производят вторым датчиком напряженности электромагнитного поля, жестко закрепленным над первым датчиком на известном расстояние "а", глубину залегания горизонтальных элементов контура заземления определяют как
h=a/(H₁/H₂-1)
На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующая измерения по данному способу.

Устройство содержит первую (1) и вторую (2) ортогональные системы индукционных катушек, два идентичных блока вычисления модуля ЭДС (3 и 4), аналого-цифровые преобразователи 5 и 6, блок вычисления глубины залегания элемента контура заземления 7, дешифратор 8, дисплей 9 и генератор 10, подключенный к контуру заземления 11.

Глубина залегания горизонтальных элементов определяется следующим образом.

При подключении генератора 10 к контуру заземления и расположении предлагаемого устройства над осью его элемента 11, расположенного на глубине h, магнитное поле тока генератора наводит в индукционных катушках ортогональной системы 1, расположенной на поверхности земли, ЭДС Ех, Еу и Ez, которые подаются на вход блока вычисления модуля 3, на выходе которого появляется сигнал, равный модулю ЭДС Е1, наведенной в индукционных катушках ортогональной системы 1.

Аналогичные преобразования производятся с ЭДС, наведенной током генератора в индукционных катушках второй ортогональной системы 2, расположенной на расстоянии "а" от первой ортогональной системы.

С выходов блоков определения модуля напряжения сигналы подаются на входы аналого-цифровых преобразователей 5 и 6, где преобразуются в цифровую форму для последующего вычисления глубины залегания в блоке вычисления глубины залегания элемента контура заземления 7. С выхода блока вычисления глубины залегания элемента контура заземления 7 цифровой сигнал подается на дисплей 9 через дешифратор 8.

Определение глубины залегания элементов контура заземления производится следующим образом. Напряженность магнитного поля от тока H в элементе контура заземления наводит в катушках ортогональных систем ЭДС Е с коэффициентом преобразования К, т.е.

Е=КН
Тогда ЭДС в первой системе индукционных катушек

где I - ток в элементе контура заземления;
h - глубина залегания элемента контура заземления.

ЭДС во второй системе индукционных катушек равна

где I - ток в элементе контура заземления;
h - глубина залегания элемента контура заземления;
а - расстояние между первой и второй ортогональными системами.

Откуда, приравняв токи, зная расстояние между ортогональными системами, находим

или

В данном способе исключается необходимость ориентирования датчиков в пространстве, что сокращает временные и трудовые затраты.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения глубины залегания элементов контура заземления объектов энергоснабжения и тяговых подстанций железнодорожного транспорта. В предлагаемом способе измерение напряженности электромагнитного поля на поверхности земли H₁ производят первым датчиком напряженности электромагнитного поля, измерение напряженности электромагнитного поля над поверхностью земли Н₂ производят вторым датчиком напряженности электромагнитного поля, жестко закрепленным над первым датчиком на известном расстояние "а", глубину залегания горизонтальных элементов контура заземления определяют как h= а/(Н₁/Н₂-1). В данном способе исключается необходимость ориентирования датчиков в пространстве, что сокращает временные и трудовые затраты. 1 ил.

Способ определения глубины залегания элементов контура заземления, включающий подключение источника переменного тока к заземляющему устройству, определение трассы прокладки магистралей заземления, измерение напряженности электромагнитного поля на поверхности земли, измерение напряженности электромагнитного поля над поверхностью земли, отличающийся тем, что измерение напряженности электромагнитного поля Н₁ на поверхности земли производят первым датчиком напряженности электромагнитного поля, измерение напряженности электромагнитного поля Н₂ над поверхностью земли производят вторым датчиком напряженности электромагнитного поля, жестко закрепленным над первым датчиком на известном расстояние “а”, глубину залегания горизонтальных элементов контура заземления определяют по соотношению h=а/(Н₁/Н₂-1).