УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЙ ЗАЗЕМЛЕНИЯ БЕЗ ОТСОЕДИНЕНИЯ ГРОЗОЗАЩИТНОГО ТРОСА

Область применения
Заявляемое устройство относится к области электротехники и может быть использовано для контроля состояния заземлителей опор воздушных линий электропередачи без отсоединения грозозащитного троса.
Уровень техники
Известно устройство для измерения сопротивлений заземлителей опор воздушных линий электропередачи, содержащее прибор Ф-4103, соединенный с измерительным токовым и потенциальным электродами по однолучевой или двухлучевой схеме [Целебровский Ю.В., Микитинский М.Ш. Измерение сопротивлений заземления опор ВЛ. М.: Энергоатомиздат, 1988, стр. 12]. Недостатком данного устройства является невозможность его применения для измерения сопротивлений заземлителей опор воздушных линий электропередачи напряжением 110 кВ, на которых грозозащитный трос соединен с опорой.
Причиной этого является то, что через заземлитель исследуемой опоры проходит часть измерительного тока, в то время как через вспомогательный токовый электрод протекает весь ток генератора. Объясняется это тем, что от заземлителя исследуемой опоры часть тока генератора отсасывается к соседним опорам, проходит через их заземлители и возвращается в генератор через вспомогательный токовый электрод.
Известны способ и реализующие его схемы измерений, позволяющий проводить измерения сопротивлений заземлителей опор воздушных линий электропередачи напряжением 110 кВ без отсоединения грозозащитного троса [Целебровский Ю.В., Микитинский М.Ш. Измерение сопротивлений заземления опор ВЛ. М.: Энергоатомиздат, 1988, стр. 20]. При этом используется измеритель сопротивления (например, прибор Ф-4103) с дополнительными токовыми и потенциальными электродами. Измерения проводятся по трем схемам. Существенным недостатком является погрешность измерения, достигающая 25%. Кроме того, многочисленные измерения и последующая обработка их результатов существенно увеличивают время измерения сопротивления заземлителя опоры.
отн
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство, содержащее разъемные токоизмерительные клещи 1 с магнитопроводом, изготовленным из нанокристаллического сплава 5БДСР с высокой относительной магнитной проницаемостью (μ=~50000), источник тока 2, вольтметр 3, токовый электрод 4 и потенциальный электрод 5 [Трансформаторы тока / В.В. Афанасьев, Н.М. Адоньев, В.М. Кибель и др. - Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1989]. Недостатком данного устройства является высокая чувствительность к внешним электромагнитным помехам, обусловленная большой магнитной проницаемостью магнитопровода токоизмерительных клещей и приводящая к появлению дополнительной погрешности измерения.
Технический результат заключается в увеличении точности измерения сопротивления устройством для измерения сопротивлений заземлителей опор воздушных линий электропередачи без отсоединения грозозащитного троса и достигается повышением помехоустойчивости за счет использования источника тока частотой 45 Гц и применения эллиптических низкочастотных фильтров восьмого порядка, обеспечивающих подавление помех других частотой свыше 45 Гц более чем в 100000 раз, при измерении тока и напряжения.
Раскрытие полезной модели
На чертеже представлена структура предлагаемого устройства для измерения сопротивлений заземлителей опор воздушных линий электропередачи без отсоединения грозозащитного троса.
Устройство содержит разъемные токоизмерительные клещи 1, источник тока 2 частотой 45 Гц, вольтметр 3, низкочастотный фильтр 4, амперметр 5, низкочастотный фильтр 6, токовый электрод 7 и потенциальный электрод 8.
Разъемные токоизмерительные клещи 1 надеваются на контролируемую опору линии электропередачи 9, к выходу токоизмерительных клещей 1 через низкочастотный фильтр 6 подсоединяется амперметр 5, генератор тока 2 частотой 45 Гц подключается к опоре 9 и токовому электроду 7, вольтметр 3 соединяется с опорой 9 и потенциальным электродом 8 через низкочастотный фильтр 4.
Описание работы устройства
Перед началом измерения забиваются два стержневых электрода на расстоянии 20-30 метров от основания опоры. Через один из них, токовый электрод 7, замыкается цепь протекания тока, стекающего через опору 9 в землю. Второй потенциальный электрод 8 служит для измерения падение напряжения на сопротивлении заземляющего устройства исследуемой опоры. Электроды 7 и 8 могут располагаться как вдоль одной линии (однолучевая схема), так и в вершинах равнобедренного треугольника (двухлучевая схема). В обоих случаях расстояние между ними должно быть не менее 10 метров минимизации электромагнитных наводок в соединительных проводах.
Испытательный ток подается на тело опоры 9 путем подключения генератора 2 одним выводом к металлическому элементу опоры 9, а вторым выводом к токовому электроду 7.
Ток, стекающий на землю через заземляющее устройство рассматриваемой опоры 9, измеряется с помощью амперметра 5, подключенного к токоизмерительным клещам 1 с разъемным магнитопроводом большого диаметра, охватывающим железобетонную стойку опоры, через низкочастотный фильтр 6.
Падение напряжения на заземляющем устройстве опоры измеряется как разность потенциалов между металлическими элементами опоры 9 и точкой нулевого потенциала, в качестве которой используется потенциальный электрод 8.
Сопротивление заземления определяют по закону Ома
I
где U – напряжение, измеренное вольтметром; I - ток, измеренный миллиамперметром; k - коэффициенты трансформации токоизмерительных клещей.
Использование низкочастотных фильтров восьмого порядка позволяет измерять только ток частотой 45 Гц, источником которого является генератор тока, и создаваемое им падение напряжение. При этом устраняется влияние токов других частотой свыше 45 Гц, которые могли внести дополнительную погрешность при измерении.