Устройство для измерения сопротивления заземления Советский патент 1988 года по МПК G01R27/20 

U U D

113

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения сопротивления заземления и определения удель- ного сопротивления грунта на территории действующих и сдаваемых в эксплуатацию электроустановок.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет обес- печения непрерывности измерения величины комплексного сопротивления заземления ,

На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения сопротивления заземления.

Устройство содержит источник 1 постоянного тока, выключатель 2, первый преобразователь 3, согласующий блок 4, синхронный RC-фильтр 5, фильтр 6 нижних частот, широкополосный усилитель 7, линейно управляемый фазовращатель 8, синхронный детектор 9, измерительный прибор 10, умножитель 11 частоты, блок 12 сравнения, второй преобразователь 13, клеммы 14 - 16, заземлитель 17, потенциальный электрод 18, токовый электрод 19

Источник 1 постоянного тока через выключатель 2 соединен с первым преобразователем 3, выход первого преобразователя 3 соединен с входами умножителя 11 частоты и второго преобразователя 13, с одним из входов блока 12 сравнения и с управляющим входом синхронного детектора 9. Согласующий блок 4 своими входами соединен с клеммами 14 и 15, которые соединены соответственно с заземли- телем 17 и потенциальным злектро- дом 18. С выходом согласующего блока 4 соединены последовательно синхронный RC-фильтр 5, фильтр 6 нижних частот, широкополосный усилитель 7, линейно управляемый фазовращатель 8, синхронный детектор 9, измерительный прибор 10. Выход умножителя 11 частоты соединен с управляющим входом синхронного RC-фильтра 5. Выход блока 12 сравнения соединен с управляющим вхо- дом линейно управляемого фазовращателя 8, а второй вход блока 12 сравнения соединен с выходом линейно управляемого фазовращателя 8, Один из выходов второго преобразователя 13 соединен с клеммой 16, которая соединена с токовым электродом, а второй выход второго преобразователя 13 соединен с клеммой 14, которая соедине13 . 2 на с заземлителем 17 и с одним из входов согласующего блока 4.

Первый преобразователь 3 представляет собой преобразователь постоянного тока в переменный прямоугольной формы, а второй преобразователь 13 - преобразователь тока прямоугольной формы в синусоидальную. Согласующий блок 4 представляет собой масштабный усилитель с высоким входным сопротивлением.

Устройство для измерения сопротивления заземления работает следующим образом.

Включением выключателя 2 подается питание на все блоки устройства. С выхода первого преобразователя 3 переменный ток прямоугольной формы частотой, например, 80 Гц поступает на вход умножителя 11 частоты, на второй преобразователь 13, на один из входов блока 12 сравнения, а также на управляющий вход синхронного детектора. С выхода второго преобразователя 13 измерительный ток синусоидальной формы частотой 80 Гц поступает на клеммы 14 и 16, которые присоединены соответственно к заземлителю 17 и токовому электроду 19. Снимаемая с потенциального электрода 18 и заземлителя 17 разность потенциалов, представляющая собой сумму полезного сигнала и помехи, через клеммы 14 и 15 подается на вход согласующего блока 4 с выхода которого поступает на вход синхронного фильтра 5. Выделенный синхронным фильтром 5 полезньй сигнал через фильтр 6 нижних частот и широкополосный усилитель 7 поступает на сигнальный вход линейно управляемого фазовращателя 8, который обеспечивает необходимый сдвиг фазы сигнала. С выхода линейно управляемого фазовращателя 8 сигнал поступает на сигнальный вход синхронного детектора 9, а с выхода синхронного детектора 9 - на измерительный прибор 10. На входах блока 12 сравнения происходит сравнение фаз двух сигналов, поступающих соответственно с выхода первого преобразователя 3 и с выхода линейно управляемого фазовращателя 8. На выходе блока 12 сравнения вырабатывается сигнал, пропорциональный разности фаз входных сигналов, который подается на управляющий вход линейно управляемого фазовращателя 8. Сигнал, управляющий фазовращателем 8,

313

присутствует до тех пор, пока фазовьш сдвиг между входными сигналами блока 12 сравнения не станет равным нулю. Вследствие этого входной сигнал синхронного детектора 9 и его управляющий сигнал становятся синфазны, а измерительный прибор 10 измеряет падение напряжения между потенциальным электродом 18 и заземлителем 17, со- ответствующее полному сопротивлению заземлителя. Блок 12 сравнения и линейно управляемый фазовращатель 8 образуют статическую систему регулирования, в которой значение разности фаз поддерживается близким к нулю, т.е. при отклонении фазы измеряемого сигнала вследствие наличия реактивных составляющих возникает сигнал ошибки на выходе блока 12 сравне- ния, который изменяет управляющее напряжение на управляющем входе фазовращателя В и таким образом компенсирует изменение фазы измеряемого сигнала, что приводит к тому, что входной и управляющий сигналы синхронного детектора становятся синфазны. В указанном случае, как и в любой системе авторегулирования, управляющее напряжение отлично от нуля.

Ф о

рмула изобретения

Устройство для измерения сопротивления заземпения, содержащее источник „ постоянного тока, выход которого через выключатель соединен с входом первого

134

1реобразователя, последовательно соединенные согласующий блок, входы которого подключены к клемме, соединенной с потенциальным электродном, и к клемме, соединенной с заземлителем, синхронный RC-фильтр, управляющий вход которого подсоединен к выходу умножителя частоты, вход которого подсоединен к выходу первого преобразователя, фильтр нижних частот и широкополосный усилитель, а также синхронный детектор с измерительным прибором на выходе, выход первого преобразователя соединен с управляющим входом синхронного детектора и с входом второго преобразователя, выходы которого соединены с клеммой, соединенной с токовым электродом, и с клеммой, соединенной с заземлителем, отличающееся тем, что с целью повышения точности измерений за счет обеспечения непрерывности измерения, в него введены блок сравнения и линейно управляемый фазо фращатель, причем линейно управляемый фазовращатель своим сигнальным входом соединен с выходом широкополосного усилителя, а своим выходом - с входом синхронного детектора, один из входов блока сравнения соединен с выходом первого преобразователя, а второй вход соединен с выходом линейно управляемого фазовращателя, выход блока сравнения соединен с управляющим входом линейно управляемог фазовращателя.

Изобретение служит для обеспечения непрерывности измерения величины комплексного сопротивления заземления. Устройство содержит источник 1 постоянного тока, преобразователи 3 и 13, согласующий блок 4, синхронный RC-фильтр 5, фильтр 6 нижних частот, широкополосный усилитель 7, синхронный детектор 9 и умножитель 11 частоты. Введенные блок 12 сравнения и линейно управляемый фазовращатель 8 образуют статическую систему регулирования, в которой значение разности фаз поддерживается близким к нулю. Таким образом, при отклонении фазы измеряемого сигнала вследствие наличия реактивных составляющих возникает сигнал ошибки,который изменяет управляющее напряжение на входе фазовращателя 8 и компенсирует изменение фазы измеряемого сигнала. Благодаря этому входной и управляюсций сигналы синхронного детектора 9 станут син- фазны. 1 ил. (Л