Устройство для измерения напряжения прикосновения и шага и сопротивления заземления

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСтИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 7 20 ЕТЕНИ ЕЛЬСТВ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР 0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ОПИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 455287, кл. 6 1 й 19/00,. 1972.2. Авторское свидетельство СССР744 342, кл, 6 01 В 19/00, 1974 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НА ПРЯЖЕНИЯ ПРИКОСНОВЕНИЯ И ШАГА И СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ, содержащее источник питания, соединенный первым полюсом с коммутационным блоком, а вторым - с.токовым электродом, измеЗ(51) 6.01 К 19/00,6 0 рительный блок, соединенный с выходом коммутационного блока, вспомогательным токовым и двумя потенциальными электродами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и электробезопасности измерений, измерительный блок выполнен в виде источнИка напряжения смещения и блоков измерения тока и напряжения, которые состоят из последовательно соединенных входного узла, однополупериодного выпрямителя, зарядно-запоминающего узла и индикатора, который подключен к сдвоенному регулируемому резистору, причем выход заряднозапоминающего. Узла блока измерения напряжения подключен к источнику най пряжения смещения.40 Изобретение относится к электроизмерениям и предназначено для снятия кривых распределения потенциалови оперативного контроля напряженийприкосновения и шага в зоне расстекания тока с заземпителя, а также дляизмерения сопротивления заземленияв электроустановках любого напряжения.Известно устройство для измерениянапряжения прикосновения и шага, 0содержащее источник питания, соединенный через коммутационный блок с токовыми электродами, и измерительныйблок, содержащий амперметр и вольт-мерт, подключенные соответственно в 15цепи токовых и потенциальйых электродов 1),Измерения производятся при искусственном заьыкании одной иэ фаз источника испытательного напряженйя наземпю. По измеренным значениям токови напряжений расчетным путем определяются действительные значения напряжений прикосновения и шага в случаеаварийногорежима в сетях высокогонапряжения. При этом требуется дважды выполнить замеры: сначала напряжения прикосновения или шага, а затемпотенциала на эаземпителе. Величинанапряжения электрической сети эа время между замерами может меняться,что приводит к погрешности при измерении. Кроме того, амперметр и вольт- .метр устройства фиксируют и аперподи.ческие составляющие измеряемых токови напряжения, что приводит к снижению 35точности, измерений,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения Напряжения прикосновения и шага и сопротивленля заземяения, содержащее измерительный блок выполненный в виде логометрч с двумя рамками, подключенными к диагоналям постояв ного напряжения двух выпрямительнцх мостов, источник питания, один полюс которого через коммутационный блок и шунтирующий резистор соединен с первым токовым электродом, а второй 0 .йЬлюс - с вторым токовым электродом, переключателем иа три положения и через. диагональ переменного напряжения второго выпрямительного моста и первый добавочный резистор - с первым потенциальным электродом, при этом второй полюс источника питания через переключатель, диагональ переменного напряжения йервого выпрями- . тельного моста и через второй добавочный резистор соединен с вторым 60 потенциальным электродом, а третий потенциальный электрод связан с пере. ключателем на три положения. Путем установки переключателя в одно из по,. ложений производят измерения напря-ф 65 жения прикосновения и шага или сопротивления эаземпения 2,Недостатком такого устройства является низкая точность измерений,обусловленная тем, что в зоне измерений могут протекать блуждающиетоки, которые наводят напряжениемежду потенциальными электродамиУстройство, в измерительном блокекоторого использован логометр, непозволяет измерять величину наведенногонапряжения, которое в отсутствие испытательного напряжения поступает только на одну рамку лого-,метра. При срабатывании коммутацйонного блока наведенное напряжение отблуждающих токов складывается снаведенным испытательным напряжением. В результате этого показанияустройства имеют погрешность, зави-.сящую от соотношения составляющих,обусловленных блуждающими и испытательным токами.ФНачало и .конец шкалы известногоустройства являются нелинейнымивследствие нелинейности вольт-амперных характеристик выпрямительнцхмостов,к диагоналям которых подключены рамки логометра, следовательно,измерения малых и больших величинв пределах шкалы известного устройства являются недостаточно точными.Другим недостатком известногоустройства является повышенная электроопасность для обслуживающего персо"нала, обусловленная тем, что для от"счета показаний испытательное напряжение необходимо подавать в течениеОтносительно длительного времени(2-3 с),Цель изобретения - повышение точности и электробеэопасвости измерений.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для измеренйя напряження прикосновения.и шага и сопротивления заземнения, содержащем источникпитания, соединенный первымполюсом с коммутационным блоком, авторым - с токовым электродом, йзмерительный блок, соединенный с выходом коммутационного блока, вспомогательным токовым и двумя"цотенци альными электродами, измерительный,блок выполнен в виде источиика напря,жения смещения и блоков измерениятока инацряжения, состоящих изпоследовательно соедийенных входногоузла, однополупериодного выпрямителя,зарядно-запоминающего узла и индикатора, подключенного к сдвоенному ре,гулируемому резистору, причем выходэарядно-запоминающего узла блока измерения напряжения подключен к источнику напряжения смещения. На чертеже изображена блок-схемаустройства.Действительные значения напряжения прикосновения или шага в случае аварийного, режима Овом)с,зв сетях высокого напряженйя определяются по фор-, муле ОО,1,с ЮфД ,где 1 - ток ,короткого замыкания системы. Устройство содержит токовый электрод. 1,.подключенный к источнику 2 питания, вспомогательный токовый электрод 3, подключенный к входному узлу 4 органа 5 измерения тока, а также потенциальные электроды б и 7; падключенные к входному узлу 8 органа 9 измерения напряжения, причем блоки 5 и 9 измерения тока и напряжения образуют измерительный блок устройства, 10Выходы узлов 4 и 8 подключены соответственно к однополупериодным выпря-мителям 10 и 11, соединенным последовательно с зарядно-запоминающими узлами 12 и 13, Выходы зарядно-запоминаю щих узлов 12 и 13 соединены соответственно с индикаторами тока 14 и напряжения 15, к которым последовательно подключен сдвоенный регулируемый резистор 16. . 20Второй выход зарядно-запоминающего узла 13 соединен с подвижным контактом ниэкоомного регулируемого резистора 17 источника 18 напряжения смещения, подключенного к выходу узла 19 управления коммутационного блока 20.Узел 19 управления соединен с формирователем 21 управлдщщих импчль. сов .непосредственно и, кроме того, через импульсную кнопку 22.30Выход формирователя 21 управляющих импульсов подключен к фазовому ключу 23 вход которого соединен с источником 2 питания и узлом 19 управ; ления,.а выход подключен к входному З 5 узлу 4.Устройство работает следующим образом.Токовый .электрод 1, подключенный . к полюсу источника 2 питания, и рас положенный на нормированном расстоянии от него вспомогательный токовый электрод 3 находятся в земле. Потен-. циальные электроды б и 7 устанавливаются на поверхности земли. 45От протекания,в зоне измерения. блуждавших токов на потенциальных электродах б и 7 наводится напряжение, которое через входной узел 8 органа 9 измерения напряжения поступает на однойолупериодный выпрямитель 11 и далее на вход заряднозапоминающего узла 13. Если на последний не поступает напряжение смещения от источника 18 напряжениясмещения (подвижный контакт резистора 17. находится в крайнем левом положении), наведенное напряжение запоминается и при максимально введенном резисторе 16 на индикаторе 15 напряжения фиксируется его величина. Для 60 компенсации показаний индикатора 15 напряжения в зарядно-запоминающий узел 13 подают напряжение смещения путем перемещения подвижного контакта регулируемого резистора 17 до 65 установки стрелки индикатора 15 на нулевую отметку,После полной компенсации показаний индикатора 15 напряжения, т,е.исключения влияния блуждающих .токовна точность измерения, нажатием импульсной кнопки 22 запускается формирователь 21 управляющих импульсов,При этом с выхода формирователя 21управляющих импульсов на вход фазового, ключа 23 поступают два импульса, сдвинутые на 0,01 с, которые открывают его в нулевых точках синусойдального напряжения, поступающего отисточника 2 питания, и по цепи фазовый ключ 23 - входной узел 4, - вспомогательный токовый электрод 3 -земля - токовый электрод 1 протекает импульс переменного тока длительностью 0,02 с положительным первымполупериодом.В однополупериодном выпрямителе10 анериодическая составляющая испытательного тока заземления, затухающая в течение первого полупериода импульса переменного тока, не выпрямляется, а выпрямляется и запоминается зарядно-запоминающим узлом 12лишь второй полупериод импульса переменного тока, когда,апериодическойсоставляющей уже нет,Измерение величин испытательноготока заземления 1 и напряжения прикосновения О (при установке потенциального электрода б в зоне растекания, а потенциального электрода 7в той же точке, что и токовый электрод 1) или напряжения шага О(приустановке потенциальных электродовб и 7 в зоне растекания. на расстоянии шага, равном 0,8 м) происходитв блоках 5 и 9 измерения. тока инапряжения по соответствующим цепям измерения тока: входной узел 4 однополупериодный выпрямитель 10зарядно-запоминающий узел 12 - индикатор 14 тока и измерения напряжения: входной узел 8 - однополунериодный выпрямитель 11 - зарядно-,запоминающий узел 13 - индикатор 15напряжения аналогично измерению напряжения, наведенного от блуждающихтоковПодача напряжения смещения на зарядно-запоминающий узел 13 практически не нарушает идентичности работы блоков измерения 5 и 9, так как сопротивление резистора 17, введенного.в цепь заряда узла 13, существенноменьше общего зарядного сопротивле ния.1026064 Составитель В. КостинРедактор Н. Безродная Техред М.Гергель Корректор А. Тяско Заказ 4552/37 Тираж 710 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам:изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент" г, Ужгород, ул. Проектная, 4 В ПРЕДЛагаЕМом Устройстве отношение Офопределяется по шкале индикатора 15 напряжения следующим образом.При одновременном Фиксировании величин . и О,ш,стрелку на шкале индикатора 14 тока устанавливают на "100" (путем изменения сопротивления сдвоенного регулируемого резистора 16, подключенного к индикаторам 14 и 15). При этом в цепи индикатора 15 напряжения происходит пропарциональ ное изменение тока, и установившееся положение стрелки индикатора 15 напряжения укажет на величину отношения (щЩ) фИзмерение величины сопротивления 15 заземления (при установке потенциального электрода 6 в зоне нулевого потенциала, а потенциального электрода 7 в точке расположения токового электрода 1) происходит аналогично описанному выше измерению отйошения4,аэ по шкале индикатора 15 напряжения. Выполнение измерительного блока в виде двух идентичных блоков измерения тока и напряжения, содержащих последовательно соединенные входной узел, выпрямитель, эарядно-запоминаю.щий узел и индикатор с источником напряжения смещения, подключенным к блоку измерения напряжения, позволяет повысить точность измерений путем устранения влияния блуждающих токов и исключения нелинейности шкалы измереннй. Наличий в измерительном блоке эарядио-запоминающих узлов позволяет сократить длительность действия испытательного напряжения в зоне измерений до 0,02 с, что повышает электробезопасность измерений,