Устройство для измерения сопротивления заземления Советский патент 1985 года по МПК G01R27/20 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устро ,ствам для измерения сопротивления заземлений, а также для определения удельного сопротивления грунта и измерения напряжения прикосновения на территории действующих и сдаваемых в эксплуатацию электроустановок . Известно устройств,о для измерения сопротивления заземления, содержащее согласующий блок, источник постоянного тока, генератор переменного тока, синхронный фильтр, фильтр нижних частот, широкополоеный усилитель, синхронный детектор измерительный прибор, а также триггер, входы которого соединены с выходами задающего генератора, а выходы - с блоком совпадений и ретулятором тока, выходы ключей соединены с конденсаторами синхронного фильтра Л . Известное устройство обеспечивает повышенную помехоустойчивость к внешним помехам благодаря применению синхронного фильтра, последовательно соединенного с, фильтром нижних частот и широкополосным усилителем, но обладает недостаточной помехоустойчивостью к внутренним наводкам, вследствие чего имеет большие погрешности при измерении малых величин сопротивлений. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ус ройство, содержащее источник постоянного тока, выход которого через выключатель соединен с входом преобразователя постоянного тока в переменный, выходы которого, в свою очередь, подключены к первой и второй клеммам устройства, а третья клемма устройства соединена через последовательно соединенные электронный ключ отсечки и фильтр нижних частот с входом синхронного детектора, управляющие входы кот.оро го соединены с управляющими входами формирователя импульсов отсечки с соответствующими выходами преобра зователя постоянного тока в перемен ный, причем выход формирователя импульсов отсечки соединен с управляющим входом электронного ключа от сечки, а также последовательно подсоединенные к синхронному детектору быстродействующий фильтр нижних частот, усилитель постоянного тока и измерительный прибор fzl . В известном устройстве электронный ключ отсечки, установленный на входе устройства, отсекает импульсы наводки, следующие по фронтам измерительного напряжения вместе с частью полезного сигнала, что исключает влияние внутренних наводок на точность показаний при измерении малых величин сопротивлений, но при этом уменьшается коэффициент передачи по полезному сигналу устройства пропорционально длительности отсечки и приводит к необходимости увеличениякоэффициента усиления устройства, что снижает точность измерений при воздействии динамических помех. Устройство не обладает достаточной динамической помехоусто1тчивостью. Целью изобретения является повышение динамической помехоустойчивости устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения сопротивления заземления, содержащее источник постоянного тока, выход которого через выключатель соединен с входом преобразователя постоянного тока в переменный, выходы которого подключены к первой и второй клеммам устройства, а третья клемма устройства соединена через последовательно соединенные электронный ключ отсечки и, фильтр нижних частот с входом синхронного детектора, управляющие входы которого соединены с управляющими входами формирователя импульсов отсечки и с соответствуюш ми выходами преобразователя постоянного тока в переменный, выход формирователя импульсов отсечки соединен с управляющим входом электронного ключа отсечки, а также последовательно подсоединенные- к синхронному детектору быстродействующий фильтр нижних частот, усилитель постоянного тока и измерительный прибор, введены последовательный электронный ключ и коммутируемый фильтр, причем выход фильтра нижних частот через последовательный электронный ключ соединен с входом коммутируемого фильтра, выход которого подключен к входу синхронного детектора, а управляющие входы коммутируемого фильтра соединены с соответствующими выходами преобразователя постоянного тока в переменный, и управляющий вход последовательного электронного ключа подключен к выходу формирователя импульсов отсечки.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство для измерения сопротивления заземления содержит источник 1 постоянного тока, соединенный через выключатель 2 с преобразователем 3 постоянного тока в переменный, выходы которого подключены к клеммам 4 и 5 устройства, которые в свою очередь соединены соответственно с- заземляющим элементом 6 и токовым электродом 7, а также последовательно соединенные электронный ключ 8 отсечки, фильтр 9 нижних частот, последовательный электронный ключ 10, коммутируемый фильтр 11, синхронный детектор 12, быстродействующий фильтр 13 нижних частот, усилитель 14 постоянного тока, к выходу которого подключен измерительный прибор 15, причем цепи управления синхронного детектора 12, коммутируемого фильтра 11 и формирователя 16 импульсов отсечки соединены с соответствующим выходами преобразователя 3 постоянного тока в переменный, выходы формирователя 16 импульсов отсечки соединены с цепями управления электронным ключом 8 отсечки и последовательным электронным ключом 10, клеммы 17 и 18 устройства, причем к клемме 18 подсоединен потенциальный электрод 19.

Устройство работает следующим образом.

При включении выключателя 2 напряжение питания от источника 1 постоянного тока подается на все узлы устройства. Преобразователь 3постоянного тока в переменньй формирует стабилизированный измерительный ток прямоугольной формы, который через клеммы 4 и 5 подается на заземляющий элемент 6 и токовый электрод 7 соответственно. Одновременно с преобразователя 3 постоянного тока в переменный напряжекие по цепям управления подается на коммутируемый фильтр 11 и синхронный детектор 12. Формирователь 16

импульсов отсечки, синхронизированный по фронтам измерительного напряжения, управляет работой электронного ключа 8 отсечки и последовательного электронного ключа 10. С потенциального электрода 19 и заземляющего элемента 6 на входные клеммы 17 и 18 (в случае измерения сопротивления заземления клемма 17 соединена с клеммой 4, а при выполнении вертикального электрического зондирования к клемме 17 подключают второй потенциальный электрод) поступает аддитивная смесь полезного сигнала, напряжение помех и импульсов внутренних наводок.

Электронный ключ 8 отсечки, находящийся в закрытом состоянии под действием импульса от формирователя 16 импульсов отсечки, синхронизированного по фронтам прямоугольного измерительного напряжения, отсекает импульсы наводки вместе с частью полезного сигнала и напряжения помех. Затем электронный ключ 8 отсечки переходит в открытое состояние, и оставшаяся часть полезного сигнала и помехи подаются на вход фильтра 9 нижних частот, устраняющего влияние

радиочастот на работу устройства.

Далее смесь полезного сигнала и низкочастотных помех через последова-- -. тельный электронный ключ 10 поступает на коммутируемый фильтр 11, где

происходит синхронное накопление полезного сигнала и ослабление низкочастотных помех, причем цепи управления коммутируемого фильтра соединены с соответствующими выводами преобразователя 3 постоянного тока в переменный. Под действием импульса от формирователя 16 импульсов отсечки последовательный электронный ключ 10 переходит в

закрытое состояние, предупреждая разряд накопительных конденсаторов . коммутируемого фильтра и обеспечивая тем самым синхронное накопление полезного сигнала независимо от длительности отсечки. Накопленный полезный сигнал и ослабленные низкочастотные помехи с выхода коммутирую емого фильтра 11 поступают на вход синхронного детектора, связанного

цепью управления с преобразователем 3 постоянного тока в переменный, после чего вьшрямленный полезный сигнал и комбинационные час-.

тоты преобразования с выхода синхронного детектора 12 поступают на вход быстродействующего фильтра 13 нижних частот, и далее отфильтрованный полезный сигнал через усилитель 14 постоянного тока подается на измерительный прибор 15.

Введение в предлагаемое устройство последовательного электронного ключа и коммутируемого- фильтра позволяет повысить динамическую помехоустойчивос- ь к внешним помехам при сохранении помехоустойчивости к

V

внутренним наводкам за счет синхронного накопления полезного сигнала независимо от длительности отсечки.

Использование предлагаемого устройства позволит повысить точность измерений при измерениях малых величин сопротивлений заземляющих устройств, например, на мощных подстанциях сверхвысокого йапряжения с большими диагоналями заземляющих устройств и при высоком уровне динамических помех.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ, содержащее источник постоянного тока, выход которого через выключатель соединен с входом преобразователя постоянного тока в переменный, выходы которого подключены к первой и второй клеммам устройства, а третья клемма устройства соединена через, последовательно соединенные электронный ключ отсечки и фильтр нижних частот с входом синхронного детектора, управляющие входы которого соединены с управляющими входами формирователя импульсов отсечки, и с соответствующими выходами преобразователя по.стоянного тока в переменный, выход формирователя импульсов отсечки соединен с управляющим входом электронного ключа отсечки, а также последовательно подсоединенные к синхронному детектору быстродействующий фильтр нижних частот, усилитель постоянного тока и измерительный прибор, отличающееся тем, что, с .целью повьшения динамической помехоустойчивости, в устройство вве-дены последовательный электронный сл ключ и коммутирующий фильтр, причем выход фильтра нижних частот через последовательный электронный ключ соединен с входом коммутируемого фильтра, выход которого подключен к входу синхронного детектора, а управлянмцие входы коммутируемого фильтра соединены с соответствующими выходами преобразова СП теля постоянного тока в переменный, и управляющий вход последовате льного электронного ключа подключен со о к выходу формирователя импульсов отсечки.