УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ КАРЬЕРНЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

Устройство для измерения сопротивления заземления карьерных электроустановок.
Полезная модель относится к электроизмерительной технике, а именно к устройствам для обеспечения электробезопасности, и предназначена для измерения сопротивления заземляющих устройств электроустановок, используемых на открытых горных работах.
Известен прибор М 416 для измерения сопротивления заземляющих устройств, активных сопротивлений и для определения удельного сопротивления грунта, содержащий источник питания, выполненный из трех последовательно соединенных гальванических элементов, преобразователь и измеритель (Г.И. Капелюшников и др. Приборы и защитные средства по технике безопасности. М., «Недра, 1991, с. 95-98). Измерение сопротивления заземления прибором М 416 основано на компенсационномметоде с применением
вспомогательного заземлителя и потенциального электрода.
Недостатками измерительного прибора являются:
-невозможность проведения замеров при сопротивлении вспомогательных электродов более 1 кОм;
-наличие гальванических элементов в системе питания делает прибор неработоспособным при температуре ниже минус 10°С;
-высокая частота измерительного тока (1000 Гц) значительно снижает точность измерений из-за индуктивности протяженных заземляющих устройств горных предприятий.
Ближайшим по конструкции и назначению является устройство для измерения сопротивления заземления, содержащее источник питания, выполненный в виде генератора импульсов.
GOIR 27/20
ТОКОВЫЙ и потенциальный электроды, два интегратора, компаратор, ключ, шунт и измерительный прибор (авторское свидетельство СССРХо13221 93, кл. G 01R 27/20, прио ритет от 26.06.85 г., опубликовано в 1987 г.). При подаче импульса тока напряжением до 1500 в измерительную цепь интегрируются напряжения на заземляющем устройстве и на токовом шунте, при этом компаратор контролирует уровень интегрируемого напряжения, управляет ключом и нормирует заряд, прошедший за время интегрирования. Величина сопротивления заземлителя определяется по математической зависимости и отображается на шкале измерительного прибора. Преимуш,еством известного устройства является повышение точности измерения за счет повышения помехоустойчивости к импульсным помехам.
Основными недостатками известного устройства является невозможность использования его при наличии горных пород с высоким удельным сопротивлением (более 2000 Ом) и потенциальная опасность для обслуживаюш;его персонала, т.к. используется импульсный ток высокого напряжения.
Предложено устройство для измерения сопротивления заземления карьерных электроустановок, содержащее источник питания, токовый и потенциальный электроды, интегратор и измерительный прибор.
Новым в устройстве является то, что оно снабжено усилителем и синхронным детектором, причем на вход усилителя подают напряжение между заземляющим устройством электроустановки и потенциальным электродом, а выход усилителя соединен с входом синхронного детектора, выход которого подключен к интегратору.
при этом источник питания содержит генератор оперативного тока частотой 90-170 Гц и напряжением до 500 В.
В качестве токового электрода могут быть использованы не присоединенные к общей магистрали заземления металлоконструкции или железобетонные фундаменты, находящиеся в контакте с землей.
Такое выполнение устройства обеспечивает стабилизацию оперативного тока при сопротивлении электродов до 30 кОм. Предлагаемое устройство может быть использовано на угольных разрезах с высоким удельным сопротивлением горных пород, при этом обеспечивается требуемая точность измерения и значительно сокращаются трудозатраты по эксплуатации защитного заземления карьерных электроустановок.
На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.
Устройство для измерения сопротивления заземления карьерных электроустановок содержит источник питания 1, усилитель 2, синхронный детектор 3, интегратор 4 и измерительный прибор 5. Источник питания 1 содержит генератор (р измерительного тока с ручным приводом. При вращении рукоятки генератора во внешней цепи «заземляющее устройство ЗУ- токовой электрод Т создается переменный измерительный ток 15-Г-20 мА частотой 90-170 Гц. и напряжением до 500 В.
За счет высокого внутреннего сопротивления генератора достигается стабилизация измерительного тока во внешней цепи. Кроме того, генератор обеспечивает стабилизированное питание микросхем устройства.
в качестве токового и потенциального электродов иснользуют стальные электроды диаметром 10-15 мм и длиной не менее 0,5 м с заостренным концом. Их забивают в грунт на глубину 0,2-0,4 м.
Питание микросхем устройства осуществляется от генератора через выпрямители VD5... VD8 и стабилизатор напряжения, выполненный на стабилитронах VD12, VD13, конденсаторах С2...С4 и резисторе R8. Синхронный детектор 3 и интегратор 4 выполнены,
соответственно, на полевом транзисторе VT1 и микросхеме DA2. Устройство для измерения устанавливают на расстоянии не
более 5м от заземляющего устройства ЗУ электроустановки и подключают к нему согласно приведенной схеме. Токовые Т и потенциальные П электроды размещают в противоположных сторонах от корпуса заземляемой электроустановки на расстоянии не менее 20 м, а друг от друга - на расстоянии не менее 40м. На результат измерения большое влияние оказывает правильное расположение измерительных электродов, особенно на грунтах с высоким удельным сопротивлением. По условию измерения потенциальный электрод П должен быть расположен в нулевой зоне потенциалов токового электрода Т и заземляющего устройства ЗУ.
При непрерывном вращении ручки генератора G источника питания 1 производит регулировку измерительного прибора, а затем, не изменяя скорости вращения рукоятки, производят измерение величины контролируемого сопротивления. Измерительный ток создает падение напряжения на заземляющем устройстве ЗУ, которое с помощью потенциального электрода П подается на вход усилителя 2, выполненного на базе микросхемы DA1 с большим входным сопротивлением. Синхронный детектор 3 и интегратор 4 выделяют из сигнала с выхода усилителя полезный сигнал, который подается на
f
измерительный прибор 5. Измерение производят дважды с переменой на клеммах электродов Т и П проводов и с повторной регулировкой измерительного прибора. За результат принимают наибольшее значение.
Устройство может использоваться для контроля сопротивления заземления электроустановок на карьерах, в том числе в условиях с большим удельным сопротивлением грунта и в районах с холодным климатом. Дополнительная погрешность, вызванная влиянием наведенных токов частотой 50 Гц в заземляющем устройстве не превышает удвоенного значения предела допускаемой основной погрешности (± 4,0 %). Основной эффект при этом зависит от параметров оперативного тока, создаваемого генератором G с ручным приводом. При частоте этого тока в пределах 90-170 Гц влияние наведенного тока с частотой 50 Гц является минимальным. Ограничение величины напряжения измерительного тока 500 В связано с условиями безопасности работы с устройством.
Зам. директораf7f   /Смирнов А.Ф./
КЭЗСБ
/ lA-  I . .