Аппаратура определения технического состояния заземляющих устройств тяговых подстанций постоянного тока
Полезная модель относится к области электрических измерений и может быть использована для оценки состояния заземляющих устройств тяговых подстанций железных дорог, электрифицированных на постоянном токе. Аппаратура для определения технического состояния заземляющих устройств тяговых подстанций постоянного тока, содержащая задающий генератор, токовый и потенциальный электроды и цифровой регистратор с измерителем напряжения и блоками микроконтроллера, АЦП, клавиатуры, индикации, хранения данных, передачи данных, согласующего устройства, датчики напряженности электрического и магнитного поля, измерителя напряжения, отличающаяся тем, что включает в себя датчик тока, выход которого связан с микроконтроллером регистратора. Посредством регистрации тока в элементах дренажной установки, определяется ток, замыкающийся через заземляющее устройство на минус источника. Многократным измерением потенциала заземляющего устройства и тока в дренажной установке определяются значения сопротивления заземляющего устройства при малых и больших токах. Предлагаемое устройство производит измерения сопротивления заземляющих устройств тяговых подстанций постоянного тока при различных токах, автоматически вычисляет значения сопротивления заземляющих устройств при различных токах, производит передачу данных на ПК, что позволяет определить сопротивление заземляющего устройства при протекании больших токов без использования дополнительного источника измерительного тока, следовательно, повысить точность и уменьшить затраты при определении сопротивления заземляющего устройства.
Полезная модель относится к области электрических измерений и может быть использована для оценки состояния заземляющих устройств тяговых подстанций железных дорог, электрифицированных на постоянном токе.
Известно устройство для диагностики подземных проводящих объектов, содержащее задающий генератор, регистратор, датчик в виде индукционного преобразователя и токовый электрод, потенциальные электроды и измеритель напряжений, при этом измеритель напряжений введен в регистратор [1].
При наложении на контур заземления переменного тока от задающего генератора вокруг горизонтальных элементов контура заземления образуется переменное магнитное поле, созданное этим током. Регистратором определяется величина напряженности этого переменного магнитного поля над поверхностью земли по трассе сооружения при наведении в нем электродвижущей силы (э.д.с.). Изменение значения наводимой э.д.с. пропорционально изменению магнитного поля. При перемещении датчика параллельно поверхности земли по изменению напряженности магнитного поля делается вывод о трассе элементов заземляющего устройства и его связях с электрооборудованием.
Устройство позволяет определять местонахождение горизонтальных элементов контура заземления, заземляющих спусков и участки возможного повреждения заземляющих спусков.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для диагностирования заземляющего устройства, содержащее задающий генератор, регистратор, индикатор, токовый и потенциальный электроды, измеритель напряжений, введенный в регистратор, датчики напряженности электрического и магнитного полей [2].
Недостаток известных устройств заключается в том, что для определения сопротивления заземляющего устройства используется переменный сигнал малой мощности.
Цель полезной модели - определение сопротивления заземляющего устройства на большом токе.
Для устранения указанного недостатка в известное устройство, содержащее задающий генератор, цифровой регистратор, токовый и потенциальный электроды и измеритель напряжений, введенный в регистратор, датчики напряженности электрического и магнитного полей, включен датчик тока.
Поскольку на тяговых подстанциях постоянного тока часть тягового тока натекает на заземляющее устройство, подключенное через дренажную установку к минусу источника, посредством регистрации тока в элементах дренажной установки, определяется ток, замыкающийся через заземляющее устройство на минус источника. Многократным измерением потенциала заземляющего устройства и тока в дренажной установке определяются значения сопротивления заземляющего устройства при разных значениях тока.
Данное усовершенствование позволяет определить сопротивление заземляющего устройства при протекании больших токов без использования дополнительного источника измерительного тока, тем самым повышая точность и уменьшая затраты при определении сопротивления заземляющего устройства.
На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит генератор 1, токовый электрод 2, цифровой регистратор 3, измеритель напряжения 4, датчик напряженности электрического поля 5, датчик напряженности магнитного поля 6, датчик тока 7 и потенциальный электрод 8.
Часть обратного тягового тока замыкается на минус источника через заземляющее устройство 9 и дренажную установку 10. Датчик тока 7 определяет ток в цепи «заземляющее устройство-дренаж-минус источника», измеритель напряжения 4 определяет разность потенциалов между заземляющим устройством 9 и удаленным потенциальным электродом 8. Цифровой регистратор 3 через равные промежутки времени фиксирует значения, поступающие от измерителя напряжения 4 и датчика тока 7, и сохраняет в память регистратора.
На фиг.2 изображена схема элемента 3.
Цифровой регистратор содержит блоки: микроконтроллер 12, АЦП 13, согласующее устройство 14, блоки клавиатуры 15, индикации 16, блок хранения данных 17 и блок передачи данных 18, последовательный интерфейс 19.
АЦП 13, встроенный в микроконтроллер 12, принимает сигнал от измерителя напряжения 4 и датчиков 5, 6 и 7 после его усиления и согласования в согласующем устройстве 14. Из проведенных измерений рассчитываются значения сопротивления заземляющего устройства при различных токах. С блока клавиатуры 15 производится ввод данных пользователя, на блок индикации 16 выводятся результаты измерений и информация для пользователя, результаты измерений записываются в блок хранения 17, блок передачи данных 18 производит побитную передачу выбранной серии измерений на ПК через интерфейс 19.
Микроконтроллер 12 обеспечивает формирование управляющих сигналов, считывание состояния клавиатуры 13, вывод результатов на индикатор 14, обработку и цифровую фильтрацию измерительного сигнала, выполнение необходимых расчетов, запись данных в блок хранения, подготовку данных к передаче в персональный компьютер и ее инициализацию.
Таким образом, предлагаемое устройство производит регистрацию значений сопротивления заземляющего устройства при различных токах, автоматически вычисляет значения сопротивления заземляющих устройств при различных токах, производит передачу данных на ПК, что позволяет определить сопротивление заземляющего устройства на больших токах без использования дополнительного источника измерительного тока, тем самым повышая точность и уменьшая затраты при определении сопротивления заземляющего устройства.
Источники информации:
1. Пат. 50316 РФ, МПК 7 G01R 31/00, Н01R 4/66. Устройство для диагностики подземных проводящих объектов /Борисов Р.К., Колиушко Г.М.
2. Пат. 84129 РФ, МПК7 G01R 31/00. Устройство для диагностирования заземляющего устройства /Котельников А.В., Кандаев В.А., Авдеева К.В.
Аппаратура определения технического состояния заземляющих устройств тяговых подстанций постоянного тока, содержащая задающий генератор, токовый и потенциальный электроды и цифровой регистратор с измерителем напряжения и блоками микроконтроллера, ЛЦП, клавиатуры, индикации, хранения данных, передачи данных, согласующего устройства, датчики напряженности электрического и магнитного полей, отличающаяся тем, что включает в себя датчик тока, выход которого связан с микроконтроллером регистратора.
