СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ НА ЗАЗЕМЛЯЮЩЕМ УСТРОЙСТВЕ
MEASUREMENT METHOD OF VOLTAGES ON EARTHING DEVICE

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля состояния заземляющих устройств, а также при экспериментальных исследованиях молнии и электромагнитной обстановки на объектах электроэнергетики.
Известен способ контроля состояния заземляющих устройств, в соответствии с которым к заземляющему устройству подключают генератор, имитирующий ток молнии или ток замыкания на землю, и вольтметром измеряют возникающие при этом напряжения на заземляющем устройстве (например, «Методические указания по контролю состояния заземляющих устройств, РД 153-34.0-20.525-00, РАО ЕЭС»).
Известный способ обладает следующими недостатками.
Во-первых, осуществление измерений не безопасно. Если во время сборки схемы или измерений происходит удар молнии или замыкание на землю, то на измерительные приборы и человека, который собирает схему и считывает показания, могут воздействовать весьма опасные напряжения. Поэтому измерения должны производиться по наряду и с применением индивидуальных средств защиты.
Во-вторых, имитация токов молнии и токов замыканий на землю дает лишь приближенную картину распределения потенциалов на заземляющем устройстве, причем оценить погрешности этого приближения можно только расчетным путем.
В-третьих, известным способом невозможно непрерывно контролировать состояние заземляющего устройства.
Задачами изобретения являются обеспечение безопасности измерений, осуществление непрерывного контроля состояния заземляющего устройства и получение реальной картины распределения напряжений на нем при ударах молнии, замыканиях на землю и коммутациях в первичных цепях энергообъекта.
Сущность изобретения заключается в том, что точки заземляющего устройства, между которыми необходимо измерить напряжение, соединяют изолированным проводом, выполненным из резистивного материала, измеряют ток в этом проводе и вычисляют напряжение по предварительно измеренному значению сопротивления провода и измеренному значению тока.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором в качестве примера показана упрощенная схема измерительного комплекса, реализующего предложенный способ измерения напряжений. На чертеже изображены:
- заземляющее устройство 1,
- молниеотвод 2,
- здание энергообъекта 3,
- генератор электроэнергии 4,
- силовой трансформатор 5 с заземленной нейтралью,
- линия электропередачи 6,
- измерительное и регистрирующее устройство 7 (например, процессор),
- изолированные провода 8-14, выполненные из резистивного материала, с надетыми на них трансформаторами тока,
- трансформаторы тока 15 и 16 для измерения токов в нейтрали трансформатора
и в заземляющем проводнике молниеотвода.
На чертеже также показаны условно воздействия на энергообъект молнии и замыкания на землю. Комплекс измеряет:
- напряжение прикосновения (провод 8),
- напряжение шага (провод 9),
- напряжение между точкой подключения нейтрали силового трансформатора и точкой нулевого потенциала, (провод 10),
- напряжение между точками подключения нейтрали силового трансформатора и молниеотвода (провод 11),
- напряжение между точкой подключения нейтрали силового трансформатора и молниеприемником (провод 12),
- напряжение между двумя удаленными точками заземлителя (провод 13),
- напряжение между точкой подключения нейтрали силового трансформатора и крышей здания (провод 14).
Все элементы измерительного комплекса устанавливаются стационарно при строительстве, монтаже или реконструкции энергообъекта. Измерение и регистрация напряжений на заземляющем устройстве происходит непрерывно и автоматически в отличие от известного способа, когда приборы подключаются человеком каждый раз при выполнении измерений и отключаются по окончании работ.
Провода, выполненные из резистивного материала, изолированы и, кроме того, проложены по заземленным конструкциям или расположены в земле (например, провода 10, 11, 13, частично 12 и 14). Этим исключается возможность попадания человека под опасное напряжение.
Таким образом, решаются задачи обеспечения безопасности и непрерывности измерений.
Если в комплексе дополнительно предусмотреть измерение и регистрацию токов в нейтрали силового трансформатора и в заземляющем проводнике молниеотвода (трансформаторы тока 15 и 16), то при каждом ударе молнии и замыкании на землю можно получать реальную картину распределения напряжений на заземляющем устройстве и рассчитать фактические значения сопротивлений его элементов. Сравнение результатов регистрации со значениями, полученными на расчетной модели заземляющего устройства, позволит, во-первых, экспериментально проверить эту модель, и, во-вторых, оценить текущее состояние заземляющего устройства и электромагнитную обстановку на энергообъекте.
Измерение и регистрация постоянных составляющих токов, протекающих по проводам, выполненным из резистивного материала, в грозовой период могут дать информацию о распределении потенциалов на заземляющем устройстве до разряда молнии. Эта информация может быть полезной для исследований молнии и оценки эффективности молниезащиты.
Измерение и регистрация напряжений на заземляющем устройстве предложенным способом в нормальном режиме работы энергообъекта могут быть полезными для оценки влияния на электромагнитную обстановку коммутаций в первичных цепях, для выявления блуждающих токов в земле, а также для поиска мест частичных разрядов в высоковольтной изоляции энергообъекта.