СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛИТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛИТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ


RU (11) 2208232 (13) C1

(51) 7 G01R27/20, G01R27/18 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2003.07.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2002111833/09 
(22) Дата подачи заявки: 2002.05.07 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.05.07 
(45) Опубликовано: 2003.07.10 
(56) Аналоги изобретения: RU 2103699 С1, 27.01.1998. RU 20175 U1, 20.10.2001. RU 2007811 С1, 15.02.1994. GB 1052402 А, 21.12.1996. 
(71) Имя заявителя: Государственное научное учреждение Всероссийский научно- исследовательский институт электрификации сельского хозяйства 
(72) Имя изобретателя: Халин Е.В.; Стребков Д.С.; Коструба С.И. 
(73) Имя патентообладателя: Государственное научное учреждение Всероссийский научно- исследовательский институт электрификации сельского хозяйства 
(98) Адрес для переписки: 109456, Москва, 1-ый Вешняковский пр-д, 2, ВИЭСХ, ОНТИ и патентования, О.В.Голубевой 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛИТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к измерению электрического сопротивления заземлителя в электрических сетях напряжением до 1000 В, например 380/220 В, может быть использовано в службах, включая малые предприятия любых форм собственности, занимающихся эксплуатационным контролем исправности электроэнергетического оборудования. Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности измерения сопротивления заземлителя, упрощение и удешевление его осуществления, а также упрощение и удешевление устройства для проведения измерения. Вышеуказанный технический результат достигается тем, что измерительный ток на заземлитель подают через калиброванный резистор с водяным охлаждением непосредственно от фазного провода электрической сети напряжением до 1000 В, значение тока, проходящего через заземлитель, определяют по сопротивлению кр калиброванного резистора с водяным охлаждением и напряжению Uкр на нем как частное от деления напряжения на сопротивление, значение напряжения на заземлителе определяют по фазному напряжению Uф электрической сети и напряжению Uкр на калиброванном резисторе как разность между фазным напряжением и напряжением на калиброванном резисторе, а искомое сопротивление RЗ заземлителя определяют по следующей формуле на основании закона Ома:



Устройство для осуществления способа, содержащее вольтметр и соединительные провода, содержит калиброванный резистор с водяным охлаждением и выключатель, с помощью которого калиброванный резистор с водяным охлаждением можно подключить параллельно вольтметру, одна клемма которого присоединена к одному из фазных проводов электрической сети, а вторая - к заземлителю. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области электроэнергетики, к измерению электрического сопротивления заземлителя в электрических сетях напряжением до 1000 В, например 380/220 В, может быть использовано в службах предприятий, включая малые предприятия любых форм собственности, занимающихся эксплуатационным контролем исправности электроэнергетического оборудования.

Известны различные способы и устройства для измерения сопротивления заземлителя (монография С.И. Кострубы "Измерение электрических параметров земли и заземляющих устройств", М., Энергоатомиздат, 1983 г., брошюра В.С.Азарова и Ю.М.Куприяновича "Эксплуатационный контроль условий электробезопасности на подстанциях", М. , Изд-во МГОУ и др.). Основным недостатком всех известных аналогов является низкая точность измерения сопротивления заземлителя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ измерения сопротивления заземлителя по методу амперметра и вольтметра.

Суть известного способа заключается в следующем. Предварительно от заземлителя отсоединяют нулевой защитный провод (РЕ, PEN или N) электрической сети. Затем через заземлитель и забитый в землю на достаточно большом расстоянии вспомогательный токовый электрод пропускают электрический ток от переносного источника измерительного электрического тока (генератора) через амперметр, который показывает значение измерительного тока I. Возникшее при этом электрическое напряжение U на заземлителе измеряют вольтметром, включенным между заземлителем и забитым в землю на достаточно большом расстоянии вспомогательным потенциальным электродом. Искомое сопротивление заземлителя определяют по следующей известной из закона Ома формуле:

RЗ=U/I,

где U - напряжение, измеренное вольтметром, В;

I - ток, измеренный амперметром, А.

Устройство для осуществления известного способа содержит переносной источник измерительного электрического тока (генератор), амперметр, вспомогательный токовый электрод, который необходимо перед проведением измерений забить в землю на достаточно большом расстоянии от заземлителя, а после измерений извлечь его из земли, вольтметр, вспомогательный потенциальный электрод, который необходимо перед проведением измерений забить в землю на достаточно большом расстоянии от заземлителя и от вспомогательного токового электрода, а после измерений извлечь его из земли, две катушки с длинными проводами, провод одной из которых используют для соединения амперметра и переносного источника измерительного электрического тока (генератора) с токовым электродом, а провод второй для соединения вольтметра с потенциальным электродом, короткие провода для соединения заземлителя с переносным источником измерительного электрического тока (генератором), вольтметром и амперметром.

Для обеспечения приемлемой точности измерений расстояния между заземлителем и токовым электродом, заземлителем и потенциальным электродом, а также между токовым и потенциальным электродами должно быть очень большим (в идеале оно должно быть равно бесконечности), а в земле не должно быть металлических коммуникаций, искажающих картину электрического поля. В условиях большого города последнее требование удовлетворить весьма проблематично, а из-за этого точность измерения сопротивления заземлителя очень низка. (Прототип описан в монографии С.И.Кострубы "Измерение электрических параметров земли и заземляющих устройств", М., Энергоатомиздат, 1983 г.).

Недостатками прототипа являются существенные погрешности измерения, обусловленные конечными расстояниями между электродами и заземлителем. Существенные погрешности возникают также из-за наличия в земле в условиях большого города различного рода металлических трубопроводов, оболочек кабелей и других металлических коммуникаций. Кроме того, известный способ требует наличия переносного источника измерительного электрического тока (генератора), токового и потенциального электродов, которые нужно забивать в землю, а затем извлекать их из земли? и наличия двух катушек с длинными соединительными проводами, что делает способ сравнительно сложным и относительно дорогим.

Задачей изобретения является повышение точности измерения с одновременным его существенным упрощением и удешевлением.

В результате использования предлагаемого изобретения в электрических сетях напряжением до 1000 В существенно повышается точность измерения за счет принципиально иной электрической схемы измерения, что приводит к упрощению и удешевлению устройства для измерений сопротивления заземлителя, поскольку в устройстве отсутствуют переносной источник измерительного электрического тока (генератор), амперметр, токовый и потенциальный электроды, катушки с длинными проводами.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в способе измерения сопротивления заземляющего устройства, включающем пропускание через заземлитель измерительного электрического тока, определение значения этого тока, определение значения электрического напряжения на заземлителе и вычисление искомого сопротивления заземлителя по формуле, основанной на законе Ома, ток на заземлитель подают через калиброванный резистор с водяным охлаждением непосредственно от фазного провода электрической сети напряжением до 1000 В, значение тока через заземлитель определяют как частное от деления напряжения на калиброванном резисторе на сопротивление этого резистора, а напряжение на заземлителе определяют как разность между фазным напряжением электрической сети и напряжением на калиброванном резисторе, причем искомое сопротивление заземлителя вычисляют по следующей формуле:



где Rкp - сопротивление калиброванного резистора;

Uф - фазное напряжение электрической сети;

Uкр - напряжение на калиброванном резисторе.

Технический результат достигается также тем, что устройство для осуществления способа, содержащее вольтметр и соединительные провода, содержит калиброванный резистор с водяным охлаждением и выключатель, с помощью которого калиброванный резистор с водяным охлаждением подключается параллельно вольтметру, причем одна клемма вольтметра присоединена к одному из фазных проводов электрической сети, а вторая к заземлителю.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом 1, на котором изображены фазные провода 1 (провода L1, L2, L3) и защитный провод 2 (провод РЕ) электрической сети, вольтметр 3, выключатель 4, калиброванный резистор 5 с водяным охлаждением и находящийся в земле 6 заземлитель 7, электрическое сопротивление которого требуется измерить.

Способ измерения сопротивления заземлителя осуществляют следующим образом. Предварительно (на время проведения измерений) от заземлителя отсоединяют защитный провод 2 электрической сети (провод РЕ). Вольтметр 3 подключают одним концом к заземлителю и вторым - к одному из трех фазных проводов 1 (например, к L1, L2 или L3) электрической сети напряжением до 1000 В (в данном случае к проводу L3). При этом выключатель 4 должен находиться в разомкнутом состоянии. Вольтметр 3 покажет значение фазного напряжения ф электрической сети. Затем включают выключатель 4. Тем самым параллельно вольтметру 3 подключают калиброванный резистор 5 с водяным охлаждением. При этом вольтметр 3 покажет значение напряжения Uкр на этом калиброванном резисторе 5, сопротивление которого обозначают Rкр. Искомое сопротивление RЗ находящегося в земле 6 заземлителя 7 определяют по формуле:



где Rкр - сопротивление калиброванного резистора;

Uф - фазное напряжение электрической сети;

Uкр - напряжение на калиброванном резисторе.

Необходимость в водяном охлаждении резистора 5 продиктована тем, что его мощность составляет сотни ватт и, если не применять водяное охлаждение, то он просто сгорит.

Конкретный пример осуществления способа измерения заземлителя

Отсоединяют заземлитель 7 от защитного провода 2 электрической сети (от провода РЕ). Между заземлителем 7 и одним из фазных проводов 1 электрической сети напряжением 380/220 В (в данном случае проводом L3) включают вольтметр 3 (выключатель 4 при этом находится в разомкнутом состоянии) и измеряют фазное напряжение электрической сети. Пусть оно будет равно 218 В. Затем включают выключатель 4 и тем самым параллельно вольтметру 3 подключают калиброванный резистор 5 с водяным охлаждением. Пусть его сопротивление равно точно 50 Ом, а показание вольтметра после подключения резистора (включения выключателя 4) упало со 218 В и стало равным 185 В. Искомое сопротивление заземлителя будет равно:

.

Искомое сопротивление равно 8,9 Ом. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ измерения сопротивления заземляющего устройства, в соответствии с которым пропускают через заземлитель электрический ток, определяют значение этого тока, определяют значение электрического напряжения на заземлителе, отличающийся тем, что отсоединяют от заземлителя защитный провод электрической сети, измеряют фазное напряжение электрической сети Uф между заземлителем и одним из фазных проводов электрической сети, подключают между заземлителем и упомянутым фазным проводом калиброванный резистор с сопротивлением Rкр, измеряют напряжение на калиброванном резисторе Uкр, вычисляют сопротивление заземлителя R3 в соответствии с математическим выражением



2. Устройство измерения сопротивления заземляющего устройства, содержащее вольтметр, отличающееся тем, что оно содержит калиброванный резистор с водяным охлаждением и выключатель, с помощью которого калиброванный резистор с водяным охлаждением подключается параллельно вольтметру, причем одна клемма вольтметра присоединена к одному из фазных проводов электрической сети, а вторая к заземлителю при отсоединении от заземлителя защитного провода. 


РИСУНКИ

Рисунок 1




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru