Способ определения напряжения прикосновения

(5)5 6 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССР М 148455, кл. 0 01 К 19/00, 1960.2. Целебровский Ю, В. идр. Измерение параметров заземляющих устройств,: Обзор. - М.: Информэнерго, 1978, с.76.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИКОСНОВЕНИЯ Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения напряжения прикосновения при испытании заземляющих устройств.Известен способ определения напряжения прикосновения в электрических сетях с глухозаземленной нейтралью при коротком замыкании фазы на корпус приемника, осуществляемый в условиях присоединения корпуса к одной из фаз сети через дополнительное сопротивление. С целью устранения помехи, обусловленной наличием напряжения на зануленном оборудовании, за счет протекания токов однофазных потребителей по зануляющей цепи, между двумя другими фазами сети включают делитель напряжения, его промежуточную точку присоединяют через электроизмерительный прибор к корпусу приемника и зануляющему электроду и определяют разность напряжений корпуса и электрода относительно указанной точки, затем повторяют эти операции при отключенном дополни(57) Использование: испытания заземляющих устройств. Сущность изобретения: последовательно с помехой включают дополнительное стабилизированное напряжение, измеряют сумму напряжения помехи и дополнительного напряжения, затем измеряют сумму напряжения помехи, дополнительного напряжения и искомого напряжения прикосновения йри однофазном замыкании, затем измеНяют фазу дополнительного напряжения и повторяют предыдущие измерения, после чего по расчетной формуле вычисляют напряжение прикосновения. 5 ил., 1 табл. тельном сопротивлении и искомое напряжение его определяют как разность между указанными напряжениями 1. Недостатками этого способа являются низкая точность и невозможность измере ний в однофазной электрической сети, Низ- . Я кая точность обусловлена тем, что (Я измеряемые величины напряжений имеют а достаточно большие значение, в несколько ( ) раз превышающие разности между ними, пересчитываемые в напряжения прикосновения. Измерение действующих значений напряжений и расчет напряжения прикос- а новения без учета векторного характера реальных напряжений не позволяют повысить точность измерений и в случае повышения точности измерительного прибора. Невозможность определения напряжения прикосновения в однофазных сетях обусловлено самой сущностью способа, для которого необходимы все три фазы электрической сети,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ определения напряжения прикосновения, использующий измерение сумматорной величины помехи и напряжения при двух противоположных фазах напряжений О 1 и О 1 и отдельное измерение напряжения помехи Оо при отсутствии однофазного замыкания 2). Тогда искомую величину напряжения прикосновения определяют по выражению Ох=Недостатком известного способа является низкая точность измерений, обусловленная тем, что при измерениях проводится имитация однофазного замыкания, при которой токораспределение, а значит, и наводимое напряжение прикосновения значительно отличаются от реальных величин при однофазном замыкании. При использовании способа необходимо знать величину потенциалоповышающего тока, что устанавливается расчетом или дополнительными измерениями, вносящими дополнительную погрешность.Целью изобретения является повышение точности определения напряжения прикосновения приналичии помех в электрических сетях.Указанная цель достигается тем, что при способе определения напряжения прикосновения, включающем измерение действующих значений напряжения помехи Оо, О 1 - суммарного напряжения помехи Оо и искомого напряжения прикосновения Ох при однофазном замыкании в электрической сети, подают дополнительное стабилизированное напряжение промышленной частоты Ог и измеряют сумму Оз напряжения помехи и дополнительного напряжения, затем измеряют сумму О 4 напряжения помехи, дополнительного напряжения и искомого напряжения прикосновения при однофазном замыкании, после чего изменяют фазудополнительного стабилизированногонапряжения на угол а в интервале 10 а( 4170 и -170а-10 О, измеряют сумму О з напряжения помехи и дополнительного напряжения с измененной фазой, затем при однофазном замыкании измеряютсумму О 4напряжения помехи, дополнительного напряжения с измененной фазой и искомого напряжения, прикосновения, а искомое напряжение прикосновения определяют по формулеАналогично по трем напряж04 и О 4 определяется координа5 конца вектора напряжения прикв виде системы трех уравнений(хг+Охсоха )+(ухОххпа0По найденным координатам мтора искомого напряжения опредформуле новени дуль векляется по Анализ методической погрешности спо соба определения напряжения прикосновения показал, что его точность не зависит от угла а при 0а 180 и -180 а0 .Ограничение, накладываемое на угол, связано с тем, что выполнение измерений при 55 а = 0 (фиг.2) и а = 180 (фиг.З) дает неоднозначные результаты. Это связано с тем, что по измеренным значениям Оо, О 1, Оз и О 4 из соответствующих им уравнений (сисПодача дополнительного напряженияОг дает возможность измерения напряжений Оз= 1 Цо+ Цг 1; Оз= 1 ЦО+ Ог+ Цх 1, в которые дополнительные напряжения Ог и Ог входят как слагаемые, Это позволяет определить искомое напряжение прикосновения с учетом векторности величин напряжения помехи и напряжения при косновения.На фиг.1 - 4 даны векторные диаграммы; на фиг.5 - схема для осуществления способа.Если вектор дополнительного напряже ния Ог(фиг.1) расположить на действительной оси так, что его начало находится в точке с координатами (-Ог, 0), конец - в точке (0,0), а вектор дополнительного напряжения с измененной фазой на угол а в точках с коор динатами(-Ог соз а,-Огзпа ) и(0,0),топо трем измеренным величинам напряжения Оо, Оз и Оз определяется координата начала вектора (х 1, у 1) искомого напряжения прикосновения, как пересечение трех ок ружностей в искомой точке. Математическиэто можно представить в виде системы трех уравнений55 10 дополнительного напряжения с фазовращающим устройством, второй контакт которого подключен к второму неподвижному контакту переключателя 8.Измеряют действующее напряжение помехи О, для чего переключателем 8 замыкают его подвижный контакт с первым неподвижным, при этом показание вольтметра 6 соответствует О, затем измеряют суммарное напряжение помехи и искомого напряжения прикосновения 1 Оо+Ох=О 1 при однофазном замыкании в электрической сети, для чего включают короткозамыкатель 4 и записывают показание вольтметра 6, соответствующее О 1. Под воздействием релейной защиты короткозамыкатель 4 автоматически отключается. Затем подвижный контакт переключателя 8 замыкают с вторым неподвижным контактом, тем самым подают дополнительное напряжение 02 от стабилизированного источника 10 и измеряют напряжение Оз, равное показанию на вольтметре 6, после чего снова включают короткозамыкатель 4, при этом измеряют напряжение О, соответствующее показанию вольтметра 6, после чего короткозамыкатель 4 автоматически отключается.На стабилизированном источнике 10 дополнительного напряжения изменяют фазу напряжения 02 на угол а, где 10а170 или -170а-10 (например, а = к /2)и измеряют напряжение Оз воль 1 тметром 6. Затем включают короткозамыкатель 4 и измеряют напряжение Оа вольтметром 6, Используя полученные результаты, по формуле (1) определяют реальное (действительное) напряжение прикосновения.Сравнение предлагаемого и известного способов проводилось на основании измерений на модели, Выбор модели обусловлен тем, что для определения погрешности этих способов на модели можно создать условия отсутствия помехи или искусственно создать помеху. При этом на модели возможна реализация различного сочетания как по модулю, так и по фазе помехи и напряжения прикосновения. Последнее при отсутствии помех измеряется с высокой точностью,Моделирование проводилось в электролитной ванне, Заземлители представляли собой сетки.из проводящего материала с различными размерами ячеек. Напряжения прикосновения измерялись между сеткой и пластиной, имитирующей стопу человека. В качестве дополнительного электрода, необходимого при измерении по известному 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 способу, использовался электрод, удаленный от заземляющей сетки на две ее диагонали.Проводилась серия замеров.В таблице приведены наиболее характерные.Представленные результаты показывают, что измеренные значения напряжения прикосновения с помощью известного и предлагаемого способов значительно отличаются друг от друга, При обработке полученных результатов определяли математическое ожидание напряжения прикосновения Ох, абсолютную погрешность ьОх и относительную погрешность (А ОхИип) 100 , Поскольку при моделировании определяли действйтельное значение напряжения прикосновения, то рассчитывали относительную погрешность каждого из способов.Как видно из представленных в таблице результатов, погрешность предлагаемого способа не превышает 5 , а известного достигает 16,5 ф . Это можно объяснить тем, что при известном. способе используются разделительный от сети трансформатор и дополнительный токовый электрод. который существенно изменяет характеристики электрического поля в зоне заземления. Поэтому при равном для обоих способов вводимом в заземляющую сетку токе результат оказывается различным.Анализ экспериментальных данных показал, что предлагаемый способ обладает большей точностью определения напряжения прикосновения.Внедрение предлагаемого способа позволит повысить точность определения напряжения прикосновения, что обеспечит достоверность результатов оценки условий электробезопасности,Формула изобретения Способ определения напряжения прикосновения, заключающийся в измерении действующих значений напряжения помехи, суммарного напряжения помехи и искомого напряжения прикосновения при однофазном замыкании в электрической сети, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения напряжения прикосновения, подают дополнительное стабилизированное напряжение и измеряют сумму напряжения помехи и дополнительного напряжения, затем измеряют сумму напряжений помехи, дополнительного напряжения и искомого напряжения прикосновения при однофазном замыкании, после чего изменяют фазу дополнительного стабилизированного напряжения на угол а в интервале 10а170"ьь 5,05 0,07 10,3 0,21 2,5Известньй способ8,350,323,8 14 2,0 Е,60,263,0 4,70,071,5 00,0602цПей стаи"тельнаявеличинанапряже"ния приноснове"ния, 0 10,0 5,0 10,0 Относи" тельная погрешностьь (предла" гаемый способ) 2,0 1,0 3,0 Известный спо"соб 16,5 14,0 6,0 и -170 а-10 О, измеряют сумму напряжения помехи и дополнительного напряже-. ния с измененной фазой, затем при однофазном замыкании измеряют сумму напряжений помехи, дополнительного напряжения с измененной фазой с искомого напряжения прикосновения, а искомое напряжение прикосновения определяют по формуле: ьц . - ц -ц -ц ць)ц,.ц,-(ц (ц 1 т(ц-ц,-ццМЭь ьцььС где Оо - напряжение помехи, В; О 1 - сумма напряжения помехи и искомого напряжения прикосновения, В;О 2 - дополнительное напряжение, В; Оз- сумма напряжения помехи и допол нительного напряжения, В;04 - сумма напряжения помехи; дополнительного напряжения.и искомого напряжения прикосновения, В;Оз - сумма напряжения помехи и до(10 полнительного напряжения с измененнойфазой, В;О 4 - сумма напряжения помехи, дополнительного напряжения с измененной фазой и искомого напряжения прикосновения, 15 В; а - угол сдвига фазы дополнительного напряжения.1725136Составитель А,Сажин Редактор И.Шмакова Техред М,Моргентал Корректор О.Ципле Заказ 1173 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1