СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ ПОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2013 года по МПК G01R27/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения сопротивления заземляющего устройства и его составляющих: сопротивления растеканию заземляющего устройства и сопротивления границы раздела металл-грунт.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения сопротивления заземляющего устройства методом амперметра и вольтметра (РД-153-34.0-20.525-00. Методические указания по контролю состояния заземляющих устройств электроустановок. М.: СПО ОРГРЭС, 2000. 64 с.), согласно которому источник синусоидального напряжения подключается между заземляющим спуском и удаленным токовым электродом, производятся измерения тока в цепи и потенциала относительно удаленного потенциального электрода. Сопротивление заземляющего устройства рассчитывается как отношение разности потенциалов между заземляющим устройством и потенциальным электродом к току в цепи.

$${\text{R}}_{\text{зу}}=\frac{{\text{U}}_{\text{зу}}}{\text{I}}$$ ,

где U_зу - разность потенциалов между заземляющим устройством и удаленным потенциальным электродом, В;

I - ток в цепи, А.

Недостатками данного метода являются отсутствие возможности определения составляющих сопротивления заземляющего устройства.

Цель изобретения - определение составляющих сопротивления заземляющего устройства.

Для достижения поставленной цели в предлагаемом способе определения составляющих полного сопротивления заземляющего устройства, содержащем электрическую цепь, в которой источник постоянного тока с помощью электронного ключа соединен через шунт с исследуемым заземляющим устройством и удаленным токовым электродом, измерение с помощью запоминающего осциллографа напряжения на шунте при замыкании ключа u₁(t) и разности потенциалов u(t) между точкой ввода тока в заземляющее устройство и удаленным потенциальным электродом, по полученным данным определяют сопротивление растеканию R_{зу раст}, сопротивление границы раздела металл-грунт Z_гр и сопротивление заземляющего устройства Z_{зу полн} по следующим соотношениям:

$$R_{зураст}=\frac{\left|U_1-U_0\right|}{I_1}$$ ,

$$Z_{зуполн}=\frac{\left|U_2-U_0\right|}{I_2}$$ ,

Z_гр=Z_{зу полн}-Z_{зу раст},

где t₀, t₁ - моменты начала и окончания области линейного роста потенциала заземляющего устройства, мс;

t₂ - момент окончания переходного процесса, с;

I₁ - значение тока в момент времени t₁, A;

I₂ - установившееся значение тока, А;

U₀ - стационарный потенциал заземляющего устройства. В;

U₁ - значение напряжения в момент времени t₁, В;

U₂ - установившееся значение напряжения в момент времени t₂, В.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, реализующая измерения по данному способу, на фиг.2 - осциллограмма напряжений на шунте и заземляющем устройстве.

Устройство содержит источник постоянного тока 1, ключ 2, шунт 3, осциллограф 4, токовый электрод 5, потенциальный электрод 6.

Установка работает следующим образом:

При замыкании ключа 2 и включении источника 1 в цепи возникает ток I. Падение напряжения u₁(t) на безреактивном шунте 3 регистрируется первым каналом осциллографа 4. По осциллограмме определяется значение тока I₁ в момент окончания области линейного роста потенциала и установившееся значение I₂ по следующим соотношениям:

$${\text{I}}_{\text{1}}=\frac{{\text{U}}_{\text{t1}}}{{\text{R}}_{\text{ш}}}$$ ,

$${\text{I}}_{\text{2}}=\frac{{\text{U}}_{\text{t2}}}{{\text{R}}_{\text{ш}}}$$ ,

где R_ш - сопротивление шунта, Ом;

U_t1 - значение напряжения на шунте в момент времени t₁, В;

U_t2 - значение напряжения на шунте в момент времени t₂, В;

t₀, t₁ - моменты начала и окончания области линейного роста потенциала заземляющего устройства, мс;

t₂ - момент окончания переходного процесса, с.

Изменение потенциала заземляющего устройства в точке ввода тока относительно удаленного потенциального электрода регистрируется вторым каналом осциллографа 4.

С помощью измеренных величин определяется сопротивление растеканию R_{зу раст}, сопротивление заземляющего устройства Z_{зу полн} и сопротивление границы раздела металл-грунт Z_гр по формулам:

$$R_{зураст}=\frac{\left|U_1-U_0\right|}{I_1}$$ ,

$$Z_{зуполн}=\frac{\left|U_2-U_0\right|}{I_2}$$ ,

Z_гр=Z_{зу полн}-R_{зу раст},

где t₀, t₁ - моменты начала и окончания области линейного роста потенциала заземляющего устройства, мс;

t₂ - момент окончания переходного процесса, с;

I₁ - значение тока в момент времени t₁, А;

I₂ - установившееся значение тока, А;

U₀ - стационарный потенциал заземляющего устройства, В;

U₁ - значение напряжения в момент времени t₁, В;

U₂ - установившееся значение напряжения в момент времени t₂, В.

В изложенном способе сопротивление заземляющего устройства заменяется существующей схемой замещения (Бургсдорф В.В. Заземляющие устройства электроустановок / В.В. Бургсдорф, А.И. Якобе. М., 1989, 400 с.), которая содержит сопротивление элементов заземляющего устройства Z_эл, сопротивление границы раздела «металл-грунт» Z_гр и сопротивление растеканию постоянного тока R_{зу раст}. Сопротивление элементов заземляющего устройства Z_эл сравнительно меньше остальных составляющих, поэтому его значением можно пренебречь (фиг.3).

Данный способ позволяет определить составляющие сопротивления заземляющего устройства.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения сопротивления заземляющего устройства и его составляющих: сопротивления растеканию заземляющего устройства и сопротивления границы раздела металл-грунт. Способ определения составляющих полного сопротивления заземляющего устройства, содержащего электрическую цепь, в которой источник постоянного тока с помощью электронного ключа соединен через шунт с исследуемым заземляющим устройством, а вторым выводом - с удаленным токовым электродом, предполагает измерение с помощью запоминающего осциллографа падения напряжения на шунте u₁(t) и разности потенциалов u(t) между точкой ввода тока в заземляющее устройство и удаленным потенциальным электродом. При этом по данным полученной осциллограммы определяют мгновенное значение тока и потенциала в цепи в момент окончания области линейного роста потенциала заземляющего устройства I₁, установившееся значение тока I₂, начальное значение напряжения U₀ и установившееся значение напряжения U₂ между заземляющим устройством и потенциальным электродом, сопротивление растеканию R_{зу раст}, сопротивление заземляющего устройства Z_{зу полн} и сопротивление границы раздела металл-грунт Z_гр определяют по следующим соотношениям:

$$R_{зураст}=\frac{\left|U_1-U_0\right|}{I_1}$$ ,

$$Z_{зуполн}=\frac{\left|U_2-U_0\right|}{I_2}$$ ,

Z_гр=Z_{зу полн}-Z_{зу раст}.

Технический результат - расширение функциональных возможностей путем контроля параметров сопротивления заземляющего устройства. 3 ил.

Способ определения составляющих полного сопротивления заземляющего устройства, содержащий электрическую цепь, в которой источник постоянного тока с помощью электронного ключа соединен через шунт с исследуемым заземляющим устройством и удаленным токовым электродом, измерение с помощью запоминающего осциллографа падения напряжения на шунте u₁(t) и разности потенциалов u(t) между точкой ввода тока в заземляющее устройство и удаленным потенциальным электродом, отличающийся тем, что по данным полученной осциллограммы определяют мгновенное значение тока и потенциала в цепи в момент окончания области линейного роста потенциала заземляющего устройства I₁, установившееся значение тока I₂, начальное значение напряжения U₀ и установившееся значение напряжения U₂ между заземляющим устройством и потенциальным электродом, сопротивление растеканию R_{зу раст}, сопротивление заземляющего устройства Z_{зу полн} и сопротивление границы раздела металл-грунт Z_гр определяют по следующим соотношениям:
$$R_{зураст}=\frac{\left|U_1-U_0\right|}{I_1},$$
$$Z_{зуполн}=\frac{\left|U_2-U_0\right|}{I_2},$$
Z_гр=Z_{зу полн}-Z_{зу раст}.