Устройство для непрерывного измерения сопротивления заземления

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ, содержащее трансформатор и стабилизированный источник переменного напряжения , к выходу которого подключена первичная обмотка трансформатора , отличающееся тем, . что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены функциональный преобразователь, блок вычитания , блок памяти, реле времени с переключателем, измерительный прибор и измерительный шунт, причем измерительный шунт включен .между вторичной обмоткой трансформатора и первой входной клеммой, а через нормально замкнутый контакт первой группы реле времени подключен к второй клеМме и нормально разомкнутому:контакту второй группы реле времени, конец вторичной обмотки трансформатора через нормально замкнутый контакт второй группы реле времени соединен с третьей выходной клем- § ,мой, выход измерительного шун|та через функциональ ный преобра- Г ёователь и нормально замкнутый контакт третьей группы реле времени подк .таочен к первому входу блока вычитания , нормально разсилкнутый контакт g третьей группы реле времени через блок памяти соединен с вторым входом блока вычит ания, выход которого соединен с измерительным прибором. 00 да SI . oWI

CON3 СОНЕТСНИХ

ССОВВ

РЕСПУБЛИН (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3321095/18-21 (22) 15.07.81 (46) 30.03.83. Бюл. В 12 (72) A.Ñ. Крохалев, С.О. Митропольская, В.С. Стариков и Г.A. Багаутинов (71) Свердловский ордена Трудового

Красного Знамени горный институт им. В.В. Вахрушева (53) 621.317.337(088.8) (56) 1. Заничковская Л.В., Зубова M.T, Коган В.А. Устройство для автоматического измерения, записи и сигнализации сопротивления защитного заземления.-"Безопасность труда в промышленности", 1972, Р 3, с. 42-43.

2. Авторское свидетельство СССР

9 97106, кл. 6 01 и 27/20, 1954 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО

ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ, содержащее трансформатор и стабилизированный источник переменного напряжения, к выходу которого подключейа первичная обмотка трансформатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, . что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены функциональный преобразователь, блок вычитания; блок памяти, реле времени с переключателем, измерительный прибор и измерительный шунт, причем измерительный шунт включен, между вторичной обмоткой трансформатора и первой входной клеммой, а через нормаль;но замкнутый контакт первой группы реле времени подключен к второй клемме и нормально разомкнутому;контакту второй группы реле времени, другой конец вторичной обмотки трансформатора через нормально замкнутый контакт второй группы реле времени соединен с третьей выходной клем- Я мой, выход измерительного шунта через функциональный преобразователь и нормально замкнутый контакт третьей группы реле времени нод- ключен к первому входу блока вычитания, нормально разомкнутый контакт

Ф третьей группы реле времени через блок памяти соединен с вторым входом блока вычитания, выход которого сое динен с измерительным прибором. иихф

1008671

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электроснабжения для измерения сопротивления заземления элект роустановок и в практике геофизичес-; ких изысканий для производства каро- 5 тажа скважин и изучения электрических параметров земли.

Известно электромеханическое устройство непрерывного измерения со-. противления заземления, содержащее 10 последовательно соединенные источник переменного напряжения,.токовые заземляющие электроды и трансформатор тока и параллельную цепь измерения потенциала испытуемого эаэемлителя, 15 состоящую иэ последовател-..но соединенных усилителя с реверсивным двига" телем, реохорда с шунтирующим и до,бавочным сопротивлением, а также цепь сигнализации (1 ).

К недостаткам этого устройства относятся наличие механической связи между двигателем, движком реохорда и стрелкой измерительного прибора, инерционность, отсутствие помехозащищенности и низкая точность измерений, зависящая как от взаимного расположения исйытуемого и вспомогательных заземлителей, так и от сопротивления заземления последних.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для непрерывного контроля величины сопротивления заземления нестационарных электроустановок, содержащее стабилизированный источник переменного напряжения, к 35 выходу которого подключена первичная обмотка трансформатора напряжения, к средней точке вторичной обмотки которого подключен заземляющий контур. К концам вторичной обмот-40 ки трансформатора последовательно через полуобмотки реле минимального тока подключены две группы вспомогательных заземлителей (2).

Недостатки этого устройства заключаются в низкой точности, обуслов ленной неизбежными изменениями сопротивления заземления вспомогательных заземлителей, и необходимости постоHHHo1o KoHTpoJIH H ручной подстройки 50

I уставки срабатывания реле.

Кроме того, это устройство позво ляет только контролировать сопротивление заземления, но не позволяет измерять его величину.

В процессе работы естественно заземленных и перемещающихся электроустановок (драг, земснарядов, землечерпалок и т.д.) даже при их незначительном перемещении горно-геологические условия могут изменяться в широких пределах. Это обусловливает резкое изменение сопротивления их заземления, что может привести к внезапному ухудшению условий электробезопасности. 65

Цель изобретения — повышение точности непрерывных измерений сопротивления заземления перемещающихся элек троустановок.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройство для непрерывного измерения сопротивления заземления, содержащее трансформатор и стабилизированный источник переменного напряжения, к выходу которого подключена первичная обмотка трансформатора, дополнительно. введены функциональный преобразователь, блок вычитания, блок памяти, реле времени с переключателем, измерительный прибор и измерительный шунт, причем измерительный шунт включен между вторичной обмоткой трансформатора и первой входной клеммой, а через нормально замкнутый контакт первой группы реле времени подключен к второй клем" ме и нормально разомкнутому контакту второй группы реле времени, другой .конец вторичной обмотки трансформатора через нормально замкнутый контакт второй группы реле времени соединен с третьей выходной клеммой, выход измерительного шунта через функциональный преобразователь и нормально замкнутый контакт третьей группы релГ времени подключен к первому входу блока вычитания, нормально разомкнутый контакт третьей группы реле времени через блок памяти соединен с вторым входом блока вычитания, выход которого соединен с измерительным прибором.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — зависимость напряжения измерительного шунта от сопротивления нагрузки источника питания; на фиг. 3 — зависимость выходного напряжения функционального преобразователя от сопротивления нагрузки источника питания; на фиг. 4 — передаточная характеристика функционального преобразователя.

Устройство для измерения сопротивления заземления содержит три выходные клеммы 1,2 и 3, предназначенные для подключения к устройству двух вспомогательных и испытуемого заэемлителей, измерительный щунт 4, трансформатор 5 напряжения, стабилизированный источник б переменного напряжения частотой 30 Гц, контактную группу 7, реле 8 времени, контактную группу 9, функциональный преобразователь 10, контактную группу 11, блок

12 вычитания, блок 13 йамяти и измерительный прибор 14.

Устройство работает следующим образом.Для измерения сопротивления заземления необходимо подключить к клемме 3 устройства эаэемлитель, а

10086 71 вспомогательные заземлители подсоединить к клеммам 1 и 2.

На первом этапе при включении уст ройства включается реле:8 времени, по команде которого замыкающие контакты групп 7,9 и 11 замыкаются на

0,5-1,0 с. При этом вспомогательные заземлители с сопротивлением Рвз соединены между собой последовательно и через измерительный шунт 4 подключены к выходной обмотке трансформатора 5 напряжения, а выход функционального преобразователя 10 подключен к входу блока 13 памяти. Напряжение измерительного шунта 4, поступающее на вход функционального пре- 35 образователя 10, обратно.пропорционально суммарному сопротивлению Я вЂ” 2ÉII вспомогательных заэемлителей.

С выхода функционального преобразователя снимается напряжение, прямо р() пропорциональное суммарному сопротивлению R > вспомогательных заземлителей. Это напряжение поступает на вход блока 13 памяти, запоминается в нем и-подается на второй вход 5 блока 12 вычитания даже при отклю,ченном входе блока 13 памяти.

/

На втором этапе после отключения реле 8 времени замыкающие контакты контактных групп 7, 9 и 11 размыкаются, а размыкающие контакты этих групп замыкаются. При этом к выходной об- мотке трансформатора 5 напряжения через измерительный BIGHT 4 подключены испытуемый заземлитель и соединены - между собой параллельно вспомогательные заземлители. Напряжение измерительного шунта 4 поступает на. вход функционального преобразователя 10, с выхода которого напряжение, прямо пропорциональное общему сопротивлению испытуемого и параллельно соединенных вспомогательных заземлителей, подается на первый вход блока 12 вычитания. Для получения на . 4 входе блока 12 вычитания разйости напряжений; прямо пропорциональной сопротивлению Я3 заземления испытуемого заземлителя, необходимо, чтобы коэффициент усиления блока 12 вы- 5( читания по первому входу равнялся единице, а по второму входу - 0,25.

Полученная разность регистрируется измерительным прибором (вольтметром) 14, проградуированным в Ом.

8 процессе эксплуатации электроустановок вследствие климатических, физико-химических и иных воздействий величина сопротивления заземления R вспомогательных заземлителей может колебаться в довольно широком диапазоне. Для устранения влияния колебаний Явз на конечный результат описанные этапы работы периодически повторяются. Для этого реле 8 времени периодически каждые 5-10 мин через замыкающие контакты контактных групп

7,9 и 11 дает команды на измерение и запись в блоке 13 памяти текущей величины сопротивления вспомогательных

-заземлителей с последующим (через

0,5-1,0 с)-переходом к второму этапу . работы.

Схема предлагаемого устройства может. быть реализована из типовых узлов и.звеньев. Так, блок 13 памяти может быть реализован на основе усилителя постоянного тока (УПТ) с запоминающим конденсатором в цепи обратной связи. функциональный преобразователь 10 предназначен для преобраэовайия нелинейной обратфд пропорциональной эа;висимости напряжения измерительного шунта 4 от сопротивлений испытуемого и вспомогательных заземлителей (фиг.2)

ia напряжение, прямо пропорциональное сопротивлению нагрузки источника б питания (фиг. 3)..

Формирование такой зависимости возможно при собственной передаточной характеристике (фиг. 4) функци онального преобразователя, собранного либо на УПТ с кусочно-линейной аппрок"симацией заданной функциональной зависимости между входными и выходными сигналами, либо на основе устройств перемножения — деления сигналов.

Блок 12 вычитания реализуется на основе схем суммирующих усилителей, источник б питания и реле 8 времени могут быть реализованы по любой иэ множества известных схем.

Предлагаемое устройство в отличие .от прототипа позволяет не только кон тролировать, но и измерять текущее значение сопротивления заземления испытуемого заземлителя.

1098671

9hef

Составитель О. Панчерников

Техреду.Харитончик Корректор В. Бутяга

Редактор А. Лежнина

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Закаэ 2331/56 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Росударственного комитета СССР но делам иэобретеиий и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5