УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА Российский патент 2006 года по МПК G01R27/20 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к энергетике, и может быть использовано при проведении проектных изысканий, при сооружении заземляющих устройств электроустановок и молнезащиты.

Известны методы измерения удельного электрического сопротивления грунта, такие как метод пробного электрода; метод ступенчатого погружения пробного электрода; метод вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) (Бургсдорф В.В., Якобс А.И. "Заземляющие устройства электроустановок". - М.: Энергоатомиздат, 1987 г. - 400 с.).

Все методы и соответствующие им устройства для измерения удельного сопротивления грунта в качестве основных конструктивных элементов включают потенциальные и токовые электроды, которые погружают в грунт способом забивания.

Также известно устройство для измерения удельного электрического сопротивления грунта по а.с. SU №1320771, кл. G 01 R 27/20, опубликованное 30.06.87, Бюл. №24 (принято за прототип), содержащее токовый и потенциальные электроды, забиваемые в грунт, генератор стабилизированного тока и измерительные приборы.

Недостатком устройства является наличие забиваемых токового и потенциальных электродов, которые в процессе измерения требуют больших затрат труда на забивание и извлечение их из грунта по окончании измерений. Кроме того, при забивании электроды сильно уплотняют прилегающие слои грунта вследствие поперечных вибраций электродов, это приводит к появлению пустот в зоне переходного контакта электрод-грунт, что снижает точность измерений.

Техническим решением задачи является снижение трудоемкости работ по измерению удельного электрического сопротивления грунта и повышение точности измерений.

Поставленная задача решается тем, что устройство для измерения удельного электрического сопротивления грунта, содержащее токовый и потенциальные электроды, генератор стабилизированного тока и измерительные приборы, причем токовый электрод выполнен в форме винта с ходовой упорной резьбой, направленной в сторону его погружения в грунт, и снабжен опорной плитой для операторов, на которой вертикально закреплена направляющая гайка, выполненная из диэлектрического материала с малым коэффициентом трения, при этом в гайке выполнена внутренняя упорная резьба, соответствующая резьбе на токовом электроде. Токовый электрод имеет однозаходную упорную резьбу с одинаковым шагом и диаметром по всей своей длине, а глубину резьбы - переменную, увеличивающуюся с каждым шагом, начиная от рукоятки на электроде до его нижней части. Опорная плита для операторов снизу снабжена изолирующей прокладкой и ограничительными штырями, выполненными из диэлектрических материалов.

На чертеже показано устройство для измерения удельного электрического сопротивления грунта.

Устройство содержит токовый электрод 1 с рукоятками 2 для вращения электрода 1 и штепсельный разъем 3 для подключения потенциальных электродов, генератора стабилизированного тока и измерительных приборов (не показаны). На электроде 1 выполнена ходовая упорная резьба 4 с постоянным шагом и диаметром d при переменной глубине резьбы h. Электрод 1 снабжен опорной плитой 5, предназначенной для размещения операторов, с направляющей гайкой 6, изолирующей прокладкой 7 и ограничительными штырями 8.

Устройство работает следующим образом.

На месте, выбранном для измерения удельного электрического сопротивления грунта, устанавливают опорную плиту 5 для операторов. На опорную плиту 5 становятся один или два рабочих-оператора и под их тяжестью ограничительные штыри 8 погружаются в грунт, а изолирующая прокладка 7 прижимается к грунту. Таким образом опорная плита 5 изолируется от грунта, а штыри 8 ограничивают ее смещение в процессе работы. Изготовление изолирующей прокладки 7 и ограничительных штырей 8 из диэлектрических материалов обеспечивает электробезопасность операторов во время работы и исключает искажающее воздействие металлических деталей опорной плиты 5 на результаты измерений.

Токовый электрод 1 очищается от загрязнения, следов масел, смазок и вставляется сверху в направляющую гайку 6. Оператор, стоя на опорной плите 5, вращая электрод 1 за рукоятки 2, ввинчивает его в направляющую гайку 6 и затем в грунт. Благодаря наличию на электроде 1 ходовой однозаходной упорной резьбы 4, опираясь на резьбу направляющей гайки 6, а через нее на опорную плиту 5 с оператором, электрод 1 внедряется в грунт, создавая в нем упорную резьбу, которая служит дополнительной опорой при его погружении. Таким образом электрод 1 при погружении не разрушает структуру окружающих слоев грунта, а раздвигает грунт в стороны и уплотняет его, создавая надежный переходный контакт "электрод-грунт" по всей площади электрода 1.

Диаметр d на упорной резьбе 4 электрода 1 по всей его длине выполнен одинаковым, а глубина резьбы h постепенно увеличивается в направлении от его нижней части, что позволяет на начальной стадии погружения электрода 1 в мягких верхних слоях грунта увеличить опорную площадь упорной части резьбы 4, а по мере погружения с каждым шагом больше раздвигать грунт и тем самым постоянно поддерживать надежный контакт с грунтом на всей глубине погружения.

Измерение удельного электрического сопротивления грунта с помощью предлагаемого устройства может производиться методами: простота пробного электрода, когда электрод 1 погружают в грунт до глубины предполагаемого проектного заложения вертикальных электродов и делают один замер среднего значения удельного сопротивления; или ступенчатого погружения электрода 1, когда производится несколько измерений по мере погружения электрода 1, определяя удельное сопротивление грунта послойно. С этой целью на электроде 1 нанесены деления, указывающие длину погруженной его части. Потенциальные электроды, генератор тока и приборы (не показаны) присоединяются к электроду 1 с помощью проводов через штепсельный разъем 3.

По окончании измерений электрод 1 легко извлекается из грунта вращением рукоятки 2.

Положительный эффект устройства для измерения удельного электрического сопротивления грунта заключается в снижении затрат труда на измерения, повышении точности и достоверности измерений.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к технике измерения удельного электрического сопротивления заземляющих устройств. Технический результат - повышение точности измерения. Для достижения данного результата токовый электрод выполнен в форме винта с ходовой упорной резьбой, направленной в сторону его погружения в грунт, и снабжен опорной плитой для операторов, на которой вертикально закреплена направляющая гайка, выполненная из диэлектрического материала с малым коэффициентом трения. При этом в гайке выполнена внутренняя упорная резьба, соответствующая резьбе на токовом электроде. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для измерения удельного электрического сопротивления грунта, содержащее токовый и потенциальные электроды, генератор стабилизированного тока и измерительные приборы, отличающееся тем, что токовый электрод выполнен в форме винта с ходовой упорной резьбой, направленной в сторону его погружения в грунт, и снабжен опорной плитой для операторов, на которой вертикально закреплена направляющая гайка, выполненная из диэлектрического материала с малым коэффициентом трения, при этом в гайке выполнена внутренняя упорная резьба, соответствующая резьбе на токовом электроде.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что токовый электрод имеет однозаходную упорную резьбу с одинаковым шагом и одинаковым диаметром по всей своей длине, а глубину резьбы - переменную, увеличивающуюся с каждым шагом, начиная от рукоятки на электроде до его нижнего конца.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорная плита для операторов снизу снабжена изолирующей прокладкой и ограничительными штырями, выполненными из диэлектрических материалов.