Способ контроля состояния заземлителей опор воздушных линий без отсоединения грузозащитного троса Советский патент 1991 года по МПК G01R27/20 G01R31/02 

где г- радиус полусферы заземлителя. Подставив значение I и Ron в формулу (1) и преобразовав ее, Получим

40

П

гэ

i 1(6)

Изобретение относится к измерительной технике в области высоких напряжений. Цель изобретения - повышение точности и достоверности контроля. Способ контроля состояния заземлителей опор 1 без отсоединения грозозащитного троса 2 заключается в установке токового электрода 3, расположенного в зоне далекой земли, и потенциального электрода и измерении электрических потенциалов при подаче переменного тока в цепь между токовым электродом и заземлителем с помощью измерительного прибора 4. При этом измеряют первый потенциал при установке потенциального электрода в зон.е нулевого потенциала, перемещают потенциальный электрод в зону полуспада потенциальной диаграммы, располагают его в различных направлениях от опоры, для каждого направления измеряют второй потенциал и расстояние между потенциальным электродом и осью опоры и вычисляют радиус за- землителя. 1 ил. (Л С

)

45

Полученное выражение показывает, что, измерив величины р, до, X независимо от величины тока, стекающего с заземлителя, можно достоверно определить размер заземлителя (в данном примере радиус г) и, тем самым, оценить его состояние.

Использование полученного значения г в качестве информативного параметра, характеризующего состояние заземлителя, позволяет определить наличие заземлителя, его целостность и соответствие проекту или нормам.

Важной особенностью способа является его независимость от подключенного

5

0

При необходимости, измерив р около опоры любым известным способом, можно вычислить сопротивление заземлителя опоры по формуле (4). .

Устройство для реализации способа содержит заделанную на глубину t ниже поверхности земли опору 1 с заземлителем, соединенную с грозозащитным тросом 2, и токовый электрод 3, расположенный в зоне далекой земли (на расстоянии 40-60 м от опоры), подключенные соответственно к первому и второму токовым зажимам измерительного прибора 4. Первый потенциальный зажим измерительного прибора 4 соединен с первым токовым зажимом, второй потенциальный зажим соединен с потенциальным электродом 5.

В качестве измерительного прибора удобно использовать существующие измерители заземлений. В силу принципа, заложенного в основу их работы (пропорциональность показаний прибора разнице потенциалов на зажимах потенциальной цепи при постоянной величине тока в токовой цепи), измерения электрических потенциалов сводятся к измерению величин сопротивлений.

Устройство работает следующим образом.

Потенциальный электрод 5 располагают в зоне нулевого потенциала (на расстоянии 30-40 м от опоры) и измеряют прибором 4 сопротивление R1, пропорциональное электрическому потенциалу в этой точке р. Перемещают потенциальный электрод 5 в зону полуспада потенциальной диаграммы, которую определяют по показанию измерительного прибора 4, соответствующему 0,4-0,6 от величины R1.

Измеряют величину сопротивления R2i и расстояние Xi между осью потенциального электрода и осью опоры. При этом разница первого и второго измеренных значений сопротивлений (R1-R2i) будет пропорциональна величине электрического потенциала (pi в точке расположения потенциального электрода 5 на расстоянии Xi от оси опоры 1. ПО формуле (5)

sh(RT W7-arshXT

R1 R1-R2i

приняв t- 3,3 м (длина заглубленной части опоры), определяют радиус заземлителя при расположении потенциального электрода 5 по отношению к опоре 1 в первом направлении.

Повторяют измерения сопротивления R2 и расстояния X, располагая потенциальный электрод 5 в других, отличных от первого, направлениях по отношению к опоре 1 (количество измерений п - не менее трех) и вычисляют для каждого направления радиус заземлителя п (где i 1,2...п) по формуле

Г

г

sh(

R1

R1 - R2i

arsh)

Затем определяют эквивалентный радиус заземлителя как среднее арифметическое его радиусов в различных направлениях

Га

I 1

п

5 Выражение (4) однозначно связывает три величины Ron, p. гэ. В практике СССР принято нормировать сопротивление заземли- телей опор Ron в зависимости от р грунта. Согласно этим нормативам заземлитель

0 считается в норме, если между Ron и р выдерживаются следующие соотношения:

О р 100 Ом- м, R 100 Ом 100 / 5000м-м, R 1500м (7) 5 500 р 1000 Ом м, R 20 Ом 1000 р 5000 Ом -м, R 30 Ом.

Используя выражения (4) и (7) и положив степень заглубления опоры f 3,3 для за- 0 землителя в норме, получим следующие соотношения:

О р 1000м -м, гэ 0,9 м 100 р 500 Ом -м, гэ 4,96 м (8) 5 500 р 1000 Ом -м, гэ 7,76 м 1000 р 50000м -м/э 26,4м.

Недостатком соотношений (8) является их дискретная-структура. Действительно,

0 при р 150 Ом- м, экономически нецелесообразно сооружать заземлитель с гэ 4,96 м, так как для обеспечения Ron 15 Ом достаточно иметь заземлитель с гэ 2,1 м. Поэтому соотношения (8) целесообразно пе5 реписать в более компактной форме, которая согласуется с нормативными требованиями, принятыми в практике СССР:

5000м -м, гэ 0.01/0 0 р 5000м -м, гэ S 0,006/9+2,

где 0,01 и 0,006 - размерные коэффициенты. 1/Ом.

По полученному предлагаемым спосо- 5 бом значению гэ и измеренному любым известным способом (или взятому из проектной документации) значению р судят о состоянии исследуемого заземлителя.

Использование предлагаемого способа по сравнению с известным позволяет осуществлять контроль состояния зазем- лителей опор ВЛ без отсоединения грозозащитного троса по величине геометрического параметра заземлителя, а именно его эквивалентному радиусу, величина которого не зависит ни от наличия или отсутствия грозозащитного троса, ни от сезонных изменений удельного сопротивления грунта, ни от искажающих характер эквипотенциалей поля заземлителя случайных помех, что повышает точность и достоверность контроля состояния зазем- лителей.

Формула изобретения Способ контроля состояния заземли- телей опор воздушных линий без отсоединения грозозащитного троса, заключающийся в том, что в грунт устанавливают токовый и потенциальный электроды, пропускают переменный электрический ток между контролируемым заземлителем и токовым электродом, измеряют разность потенциалов между контролируемым заземлителем и потенциальным электродом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности контроля, измеряют разность потенциалов между заземлителем и потенциальным электродом при изменении расстояния между ними, определяют расстояние, на котором разность потенциалов перестает изменяться и принимают потенциал точки на этом расстоянии за первое значение потенциала, определяют расстояние до точки, значение разности потенциалов в которой равно половине разности потенциалов между заземлителем и точкой с первым значением потенциала и принимают эту точку за точку полуспада потенциальной диаграммы заземлителя, определяют расстояния до точек полуспада потенциальной диаграммы за- землителя в различных расстояниях, по результатам измерений вычисляют радиус п заземлителя по формуле

гг

f

sh

pi/0zi arsh (r/Xt)J

где Р- длина заглубленной части опоры заземлителя;

р - первое значение потенциала; pi - потенциал точки полуспада потенциальной диаграммы заземлителя в 1-м направлении;

Х| - расстояние между осью потенциального электрода и осью опоры в i-м направлении,

определяют эквивалентный радиус заземлителя как среднее арифметическое его радиусов в различных направлениях и по величине эквивалентного радиуса контролируемого заземлителя судят о его состоянии.