Устройство контроля заземления карьерных электроустановок

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к системам электроснабжения и предназначена для периодического контроля сопротивления заземления карьерных электроустановок на открытых горных работах. Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности и обеспечение возможности контроля сопротивления заземления карьерных электроустановок на открытых горных работах в местах с большим удельным сопротивлением пород и наличием электрических потенциалов (помех) на заземлителях. Предложено устройство контроля сопротивления заземления карьерных электроустановок, содержащее генератор, усилитель, измерительный прибор, токовый и потенциальный электроды. Отличием предложенного устройства является то, что генератор переменного тока с ручным приводом снабжен обмотками высокого напряжения с большим внутренним сопротивлением, обеспечивающим безопасный измерительный ток во внешней цепи на угольных разрезах с высоким удельным сопротивлением горных пород, а также наличие в измерительной цепи ключа, резисторного шунта с нормированным сопротивлением 4 Ом, синхронным детектором и интегратором. Сущность полезной модели заключается в сравнении потенциалов напряжения на резисторе с нормированным сопротивлением 4 Ом и контролируемом заземляющем устройстве при равных измерительных токах. Наличие в измерительной цепи синхронного детектора и интегратора позволяют исключить влияние помех от посторонних источников электроэнергии на контролируемых заземляющих устройствах.

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к системам электроснабжения и предназначена для периодического контроля сопротивления заземления карьерных электроустановок на открытых горных работах.

Согласно действующим Правилам безопасности сопротивления заземления карьерных электроустановок не должно превышать 4 Ом и должно контролироваться ежемесячно в наиболее неблагоприятное, с точки зрения проводимости земли, время: летом в сухую погоду, зимой в сильные морозы, т.е. при наибольшем удельном сопротивлении горных пород.

Для контроля сопротивления заземления по методу амперметра-вольтметра устраивается электрическая цепь измерения с помощью токового электрода. Падение напряжения на заземлителе снимается с потенциального электрода, помещенного в зону нулевого потенциала. Метод амперметра-вольтметра не нашел применения на разрезах по условию безопасности и необходимости подключения к сети.

Для измерения сопротивления заземления промышленностью выпускаются приборы М-416, Ф 4103, использующие компенсационный метод измерения сопротивления заземления. (Н.В.Бариев. Обслуживание заземляющих устройств на горнорудных предприятиях. М, Недра, 1977, с.65-69.)

В измерительную цепь, содержащую генератор и токовый электрод, включается трансформатор с коэффициентом трансформации 1, на выход которого включен калибровочный резистор, соединенный через усилитель и измерительный прибор с потенциальным электродом. Величина контролируемого сопротивления заземления отсчитывается по шкале, связанной с калибровочным резистором, при нулевом потенциале на потенциальном электроде. Однако эти приборы, выполненные в общепромышленном

исполнении не позволяют контролировать сопротивление заземляющих устройств в местах с относительно большим удельным сопротивлением грунтов. В условиях угольных разрезов со скальными породами, особенно в зимнее время в районах Сибири с холодным климатом, сопротивление токового и потенциального электродов (даже при обработке их соляными растворами) составляет 10-20 кОм и превышает допустимое значение для указанных приборов в десятки и сотни раз. Следует также учитывать наличие помех (электрических потенциалов) на контролируемых заземлителях на разрезах, оснащенных мощными энергосистемами и электрифицированным транспортом.

Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности и обеспечение возможности контроля сопротивления заземления карьерных электроустановок на угольных разрезах с большим удельным сопротивлением горных пород и наличие электрических потенциалов (помех) на заземлителях.

Предложено устройство контроля сопротивления заземления карьерных электроустановок, содержащее генератор, усилитель, измерительный прибор, токовый и потенциальный электроды.

Отличием предложенного устройства является то, что генератор переменного тока с ручным приводом снабжен обмотками относительно высокого напряжения (в пределах 500-1000 В) с большим внутренним сопротивлением, обеспечивающим создание безопасного измерительного тока порядка 15-25 мА во внешней цепи на разрезах с высоким удельным сопротивлением горных пород и сопротивлением токового и потенциального электродов до 20-30 кОм. Кроме того, измерительная цепь устройства снабжена ключом, калибровочным шунтом с нормируемым сопротивлением 4 Ом и регулируемым резистором, позволяющим сравнивать потенциалы напряжения на шунте и контролируемом заземляющем устройстве при равных измерительных токах.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 показана функциональная схема, а на фиг.2 - электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство имеет автономное питание от генератора G переменного тока с ручным приводом. Генератор имеет две обмотки, одна высокого напряжения (не менее 500 В) с внутренним сопротивлением, ограничивающим измерительный ток во внешней цепи в пределах 15-25 мА при любом удельном сопротивлении пород и измерительных электродов. Вторая обмотка генератора на напряжение 24 В предназначена для питания микросхем устройства. В измерительную цепь включен калибровочный резистор R1=4 Ом, ключ SA и регулировочный резистор R11. Выход усилителя У на микросхеме ДА1 присоединен через синхронный детектор СД на полевом транзисторе VT1 и интегратор И на микросхеме ДА2, регулировочный резистор R11 на вход измерительного прибора Р со шкалой, проградуированной в Омах. Ниже приведено описание работы устройства.

При равномерном вращении рукоятки генератора G через калибровочный резистор R1 подается измерительный ток во внешнюю цепь заземляющего устройства ЗУ через токовый электрод Т. С помощью регулируемого резистора R11 устанавливается по шкале прибора Р показание нормированного сопротивления равного 4 Ом. Далее, не прекращая равномерного вращения рукоятки генератора G с помощью ключа SA (кнопки) переключают вход усилителя У с калибровочного резистора R1 на контролируемое заземляющее устройство ЗУ и через потенциальный электрод П производят отсчет показания сопротивления заземляющего устройства ЗУ по шкале измерительного прибора Р. Если сопротивления заземляющего устройства ЗУ будет превышать нормированное сопротивление 4 Ом, то при равенстве измерительных токов в режимах «калибровка» и «измерение» падение напряжения на ЗУ будет превышать напряжение на калибровочном резисторе R1 в режиме «калибровка» и стрелка прибора Р отклонится на отметку больше 4 Ом.

Высоковольтная обмотка генератора G на напряжение 500-1000 В с внутренним сопротивлением обеспечивает получение безопасного измерительного тока в пределах 15-25 мА в условиях с высоким удельным сопротивлением горных пород и сопротивлением токового и потенциального электродов до 20-30 кОм.

Наличие в измерительной цепи синхронного детектора СД и интегратора И позволяют исключить влияние помех от посторонних источников электроэнергии на заземляющих устройствах карьерного электрооборудования.

1. Устройство контроля заземления карьерных электроустановок, содержащее генератор, усилитель, измерительный прибор, токовый и потенциальный электроды, отличающееся тем, что генератор переменного тока с ручным приводом выполнен с обмотками высокого напряжения и большим внутренним сопротивлением, обеспечивающим безопасный измерительный ток во внешней цепи в условиях открытых горных работ с высоким удельным сопротивлением пород (сопротивления токового и потенциального электродов до 20-30 кОм).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что цепь измерения снабжена резисторным шунтом с нормированным сопротивлением, например, 4 Ом, ключом и регулируемым резистором, обеспечивающими контроль путем сравнения потенциалов напряжения на резисторном шунте и контролируемом заземляющем устройстве при равных измерительных токах.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в измерительную цепь введены синхронный детектор и интегратор, обеспечивающие помехозащищенность устройства.