Способ контроля состояния заземлителей опор воздушных линий без отсоединения грузозащитного троса

)с. О ЕТЕН ИЕИ К АВТОРСКОМУ ДЕТЕЛЬСТВ эле мер СОСТОЯНИЯВОЗДУШНЫХНИЯ ГРОЗОЗАГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Производственное обьединение энергетики и электрификации "Горэнерго"(56) Авторское свидетельство СССРМ 756314, кл. 6 01 В 27/20, 1980.Методические указания по измерениюсопротивления эаэемлителей опор ВЛ безотсоединения грозозащитного троса,СИБНИИЭ, 1980, с. 18,(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ ОПОРЛИНИЙ БЕЗ ОТСОЕДИНЕЩИТНОГО ТРОСА(57) Изобретение относится к измерительной технике в области высоких напряжений.Цель изобретения - повышение точности и достоверности контроля. Способ контроля состояния эаземлителей опор 1 беэ отсоединения грозозащитного троса 2 заключается в установке токового электрода 3, расположенного в зоне далекой земли, и потенциального электрода и измерении электрических потенциалов при подаче переменного тока в цепь между токовымктродом и заземлителем с помощью изительного прибора 4, При этом измеряют первый потенциал при установке потенциального электрода в зоне нулевого потенциала, перемещают потенциальный электрод в зону полуспада потенциальной диаграммы, располагают его в различных направлениях от опоры, для каждого направления измеряют второй потенциал и расстояние между потенциальным электродом и осью опоры и вычисляют радиус заэемлителя. 1 ил,1679412 ется в качестве расчетной картины поля тока, стекающего с заэемлителя, принять , картину эквипотенциалей в форме полуэллипсоидов вращения. При этом аналогично 10 Воп = -=- агзй - ,Ы г(5) 20 25 радиальных от оси опоры направлениях 30 (1-х направлениях) с погрешностью, не превышающей 3-5, дают информацию о геометрических размерах эаземлителя, участвующего в стекании тока в массив грунта. При этом определяется эквивалент ный радиус заземлителя гэ, вычисленныйкак среднеарифметическое значение гь определяемый по формуле (5);и(3) Изобретение относится к измерительной технике в области сетей высокого напряжения и может быть использовано для контроля состояния заземлителей опор линий электропередачи без отсоединения грозозащитных тросов.Цель изобретения - повышение точности и достоверности контроля состояния заземлителей опор воздушных линий (ВЛ).На чертеже изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.Сущность способа заключается в следующем,Рассмотрим поле тока, стекающего с заземлителя простейшей формы - формы полусферы.Потенциальная диаграмма для заземлителя такой формы как функция удаленности в радиальном направлении рх (Х) описывается соотношением где 1 = -- - величина тока, стекающего сВопзаземлителя;р- потенциал заэемлителя;Воп - сопротивление заземлителя;р - удельное сопротивление грунта;Х - расстояние от оси опоры до точки спотенциалом ух.. Сопротивление заземлителя где г - радиус полусферы заземлителя.Подставив значение и Воп в формулу (1) ипреобразовав ее, получим Полученное выражение показывает, что, измерив величины р 1, рх, Х независимо от величины тока, стекающего с заземлителя, можно достоверно определить размер заземлителя (в данном примере радиус г) и, тем самым, оценить его состояние.Использование полученного значения г в качестве информативного параметра, характеризующего состояние заземлителя, позволяет определить наличие заземлителя, его целостность и соответствие проекту или нормам,Важной особенностью способа является его независимость от подключенного 45510 троса и вариаций удельного сопротивления грунта р.В действительности форма заземлителей одностоечных опор ВЛ значительно отличается от полусфер, поэтому предлагавыражениям (2 и 3), сопротивление и радиусзаземлителя в форме полуэллипсоида вращения описываются выражениями: где 1 - длина заглубленной части опоры,Реальные заземлители имеют болеесложную форму, отличную от правильных полуэллипсоидов, но на уровне полуспада потенциальной диаграммы они. создают картину поля, близкую картине эквипотенциалей заземлителя в форме полуэллипсоидов вращения. Поэтому измерения рх, проведенные втрех или более произвольно выбранных При необходимости, измерив р около опоры любым известным способом, можно вычислить сопротивление заземлителя опоры по формуле (4).Устройство для реализации способа содержит заделанную на глубину г ниже поверхности земли опору 1 с заземлителем, соединенную с грозозащитным тросом 2, и токовый электрод 3, расположенный в зоне далекой земли (на расстоянии 40-60 м от опоры), подключенные соответственно к первому и второму токовым зажимам измерительного прибора 4, Первый потенциальный зажим измерительного прибора 4 соединен с первым токовым зажимом, второй потенциальный зажим соединен с потенциальным электродом 5.В качестве измерительного прибора 15 удобно испольэовать существующие измерители заземлений. В силу принципа,заложенного в основу их работы (пропорциональность показаний прибора разнице потенциалов на зажимах потенциальной цепи 20 при постоянной величине тока в токовой цепи), измерения электрических потенциалов сводятся к измерению величин сопротивлений.Устройство работает следующим обра зом.Потенциальный электрод 5 располагают в зоне нулевого потенциала (на расстоянии 30-40 м от опоры) и измеряют прибором 4 сопротивление Й 1, пропорциональное алек трическому потенциалу в этой точке 91. Перемещают потенциальный электрод 5 в зону полуспада потенциальной диаграммы, которую определяют по показанию измерительного прибора 4, соответствующему 35 0,4-0,6 от величины В 1.Измеряют величину сопротивления В 2 г и расстояние Хг между осью потенциального электрода и осью опоры. При этом разница первого и второго измеренных 40 значений сопротивлений (Йг-В 2 г) будет пропорциональна величине электрического потенциала щ в точке расположения потенциального электрода 5 на расстоянии Х 1 от оси опоры 1. 45 По формуле (5)ГЙ 1(В 1 - Й 2 Х50 приняв Г= 3,3 м (длина заглубленной части опоры), определяют радиус заземлителя при расположении потенциалького электрода 5 по отношению к опоре 1 в первом направлении. 55Повторяют измерения сопротивления В 2 и расстояния Х, располагая потенциальный электрод 5 в других, отличных от первого, направлениях по отношению к опоре 1 (количество измерений и - не менее трех) и вычисляют для каждого направления радиус заземлителя г (где= 1,2 п) по формулеЙ 1, .В"(Вг - В 2 Х ) Затем определяют эквивалентный радиус заземлителя как среднее арифметическое его радиусов в различных направленияхггэ ыи Выражение (4) однозначно связывает три величины Йоп, р, гэ. В практике СССР принято нормировать сопротивление заземлителей опор Йоп в зависимости от р грунта, Согласно этим нормативам заземлитель считается в норме, если между Воп и р выдерживаются следующие соотношения;0р100 Ом м, В 100 Ом100р 500 0 м м, Й 150 Ом (7) 500р1000 Ом м, Й :-20 Ом 1 ОООр 5 ООО Ом м, В 3 О Ом, Исподьзуя выражения (4) и (7) и положив степень заглубления опоры 1 = 3,3 для заземлителя в норме, получим следующие соотно щек ия:0 р 100 Ом м, гэ 0,9 м100 Р 500 Ом м, гэ 4,96 м (8)500р1000 Ом м, гэ 7,76 м1000 р 5000 Ом м,гэ 26,4 м.Недостатком соотношений (8) является их дискретная структура, Действительно, при р = 150 Ом м, экономически нецелесообразно сооружать заземлитель с гэ = =4,96 м, так как для обеспечения Воп = 15 Ом достаточно иметь заземлитель с гэ = 2,1 м. Поэтому соотношения (8) целесообразно переписать в более компактной форме, которая согласуется с нормативными требованиями, принятыми в практике СССР;0 р5000 м м, гэ 001 рр500 Ом м, гэ0,006 р+ 2,где 0,01 и 0,006 - размерные коэффициенты, 1/Ом.По полученному предлагаемым способом значению гэ и измеренному любым известным способом (или взятому из проектной документации) значению р судят о состоянии исследуемого заземлителя.Использование предлагаемого способа по сравнению с известным позволяет осуществлять контроль состояния заземлителей опор ВЛ без отсоединения грозозащитного троса по величине геометрического параметра заземлителя, а именно его эквивалентному радиусу, величина которого не зависит ни от наличия или отсутствия грозозащитного троса, ни от сезонных изменений удельного сопротивления грунта, ни от искажающих характер эквипотенциалей поля заземлителя случайных помех, что повышает точность и достоверность контроля состояния заземлителей,1679412 землителя, определяют расстояния до точек полуспада потенциальной диаграммы заземлителя в различных расстояниях, по результатам измерений вычисляют радиус г заземлителя по формуле где Г- длина заглубэемлителя;р 1 - первое энаэ- потенциалциальной диаграммправлении;Х 1 - расстояниеального электродаправлении,определяют зквивалителя как среднерадиусов в различвеличине эквивалелируемого заэемлинии,еннои части опо ла;а потенв 1-м начение потенц точки полусп ы заземлител между осью потенц осью опоры в 1-м н лентный радиус заземе арифметическое его ых направлениях и по тного радиуса контроеля судят о его состояСоставитель В. СтепанкинТехред М.Моргентал Корректор Т, Палий,Т едакт каз 3211 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Раумбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 одственно-издательски Формул а и зоб рете н ияСпособ контроля состояния заземлителей опор воздушных линий без отсоединения грозозащитного троса, заключающийся в том, что в грунт устанавливают токовый и 5 потенциальный электроды, пропускают переменный электрический ток между контролируемым заземлителем и токовым . электродом, измеряют разность потенциалов между контролируемым заземлителем 10 и потенциальным электродом, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что, с целью повышения. точности и достоверности контроля, измеряют разность потенциалов между зазем. лителем и потенциальным электродом при 15 изменении расстояния между ними, определяют расстояние, на котором разность потенциалов перестает изменяться и принимают потенциал точки на этом расстоянии за первое значение потенциала, 20 определяют расстояние до точки, значение разности потенциалов в которой равно половине разности потенциалов между заземлителем и точкой с первым значением потенциала и принимают эту точку за точку 25 полуспада потенциальной диаграммы заПодписноеениям и открытиям при ГКНТ ССкая наб 4/5