Аппаратура для определения технического состояния заземляющего устройства

Полезная модель относится к области электрических измерений и может быть использована для оценки состояния заземляющих устройств электроустановок.

Устройство для определения технического состояния заземляющего устройства, содержащее задающий генератор, токовый и потенциальный электроды, цифровой регистратор с блоками микроконтроллера, АЦП, клавиатуры, индикации, хранения данных, передачи данных, согласующего устройства, датчики напряженности электрического и магнитного поля, измеритель тока, отличающееся тем, что добавлен второй датчик напряженности магнитного поля и сравнивающее устройство, к входам которого подключены оба датчика магнитного поля, а выход связан с микроконтроллером регистратора.

Датчиками напряженности магнитного поля одновременно определяется величина напряженности магнитного поля над поверхностью земли в двух точках перпендикулярно трассе сооружения, в блоке сравнения производится определение направления движения к элементу заземляющего устройства, вместе со значениями напряженности оно передается в цифровой регистратор и выводится оператору.

Предлагаемое устройство производит измерения по определению технического состояния заземляющих устройств, автоматически вычисляет параметры заземляющих устройств, производит передачу данных на ПК, кроме того, производит поиск трассы с помощью одновременных измерений напряженности магнитного поля двумя датчиками, что позволяет сократить количество измерений по поиску, следовательно, существенно сократить временно-трудовые затраты.

Полезная модель относится к области электрических измерений и может быть использована для оценки состояния заземляющих устройств электроустановок.

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 элементов (горизонтальных полос и заземляющих спусков) 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 элементов контура заземления (горизонтальных полос и заземляющих спусков) и участок 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 при поиске трассы используется один датчик магнитного поля, что не позволяет определять направление движения к трассе.

Цель полезной модели - получить возможность определять направление движения к трассе прокладки горизонтального элемента заземляющего устройства.

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, добавлен второй датчик магнитного поля и устройство сравнения.

Поскольку датчики находятся на известном расстоянии друг от друга (например, 0,5 м), в процессе измерения фиксируются одновременно два значения напряженности магнитного поля, производится их сравнение с последующим установлением направления расположения элемента заземляющего устройства и вывода этой информации оператору.

Данное усовершенствование позволяет сократить количество измерений по определению трассы заземляющего устройства, тем самым уменьшая временные и трудовые затраты.

На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит задающий генератор переменного тока 1, выносной токовый электрод 2, цифровой регистратор 3, датчик напряженности электрического поля 4, измеритель тока 5, датчики напряженности магнитного поля 6 и 7, блок сравнения 8 и потенциальный электрод 9.

При подключении задающего генератора переменного тока одним выводом к заземляющему устройству 10, а другим к выносному токовому электроду 2, ток от генератора проходит по цепи, образованной элементами заземляющего устройства 10 и выносным токовым электродом 2. При этом вокруг элементов заземляющего устройства образуется переменное магнитное поле, созданное этим током. Датчиками напряженности магнитного 6 и 7 поля определяется величина напряженности переменного магнитного поля над поверхностью земли перпендикулярно трассе сооружения, в блоке сравнения 8 производится определение направления движения к элементу заземляющего устройства, вместе со значениями напряженности оно передается в цифровой регистратор 3. При перемещении датчика параллельно поверхности земли по изменению напряженности магнитного поля делается вывод о трассе элементов заземляющего устройства и его связях с электрооборудованием. Токами, стекающими с элементов заземляющего устройства, на поверхности земли создается потенциал, величина которого максимальна над элементами заземляющего устройства. Значительное приращение потенциала приводит к скачку напряженности электрического поля. Величина напряженности электрического поля поверхности земли определяется датчиком 4, ее значение передается в регистратор 3. Измеритель тока 5, потенциальный электрод 9, а также генератор 1 и токовый электрод 2 позволяют определять сопротивление растеканию заземляющего устройства по методу амперметра - вольтметра.

На фиг.2 изображена цифрового регистратора 3.

Цифровой регистратор содержит блоки: микроконтроллер 11, АЦП 12, согласующее устройство 13, блоки клавиатуры 14, индикации 15, блок хранения данных 16 и блок передачи данных 17, последовательный интерфейс 19.

АЦП 12, встроенный в микроконтроллер 11, принимает сигнал 18 от датчиков 4, 6, 7 и измерителя тока 5 после усиления и согласования в согласующем устройстве 13. С блока клавиатуры 14 производится ввод данных пользователя, на блок индикации 15 выводятся результаты измерений и информация для пользователя, результаты измерений записываются в блок хранения 16, блок передачи данных 17 производит побитную передачу выбранной серии измерений на ПК через интерфейс 19.

Микроконтроллер 11 обеспечивает формирование управляющих сигналов, считывание состояния клавиатуры 12, вывод результатов на индикатор 13, 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 измерения по определению технического состояния заземляющих устройств, автоматически вычисляет параметры заземляющих устройств, производит передачу данных на ПК, кроме того, производит поиск трассы с помощью одновременных измерений напряженности магнитного поля двумя датчиками, что позволяет сократить количество измерений по поиску трассы, следовательно, существенно сократить временно-трудовые затраты.

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 для определения технического состояния заземляющего устройства, содержащая задающий генератор, токовый и потенциальный электроды, цифровой регистратор с блоками микроконтроллера, АЦП, клавиатуры, индикации, хранения данных, передачи данных, согласующего устройства, датчики напряженности электрического и магнитного поля, измеритель тока, отличающаяся тем, что добавлен второй датчик напряженности магнитного поля и устройство сравнения, к входам которого подключены оба датчика магнитного поля, а выход связан с микроконтроллером регистратора.