способ определения электрофизических характеристик подземных металлических сооружений
Классы МПК: | G01R27/20 для измерения сопротивления заземления; для измерения контактного сопротивления заземлителей, например пластинчатых G01V3/11 для обнаружения токопроводящих объектов, например огнестрельного оружия, кабелей или труб |
Патентообладатель(и): | Борисов Руслан Константинович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-09-27 публикация патента:
20.10.1998 |
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения состояния сложного контура заземления и его связей с электрооборудованием на электрических станциях, трансформаторных подстанциях и т.п. Задача изобретения состояла в разработке такого способа, который обеспечивает определение местонахождения элементов сложного контура заземления и его дефектов. Задача решается тем, что предложен способ определения электрофизических характеристик подземных металлических сооружений путем наложения на подземное сооружение переменного тока частотой 200 - 1000 Гц и измерения напряженности магнитного поля, созданного наложенным током, в точках пространства над поверхностью земли по трассе сооружения, при котором ток накладывают приложением полюсов источника тока к двум точкам контура заземления, удаленным друг от друга на максимально возможное расстояние в пределах контура заземления, причем о месте прокладки элементов контура заземления и его связей с электрооборудованием судят путем смещения измерителя напряженности магнитного поля параллельно поверхности земли, а о глубине их прокладки судят путем смещения измерителя напряженности перпендикулярно поверхности земли. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
1. Способ определения электрофизических характеристик подземных металлических сооружений, преимущественно сложного контура заземления электрооборудования, при котором на подземное металлическое сооружение накладывают переменный ток и измеряют величину напряженности магнитного поля, созданного наложенным током, в точках пространства над поверхностью земли по трассе металлического сооружения, отличающийся тем, что ток накладывают приложением полюсов источника переменного тока к двум точкам контура заземления, удаленных друг от друга на максимальное расстояние в пределах контура заземления, по крайней мере одна из которых является заземленной нейтралью электрооборудования, связанного с контуром заземления, причем частоту измерителя напряженности магнитного поля настраивают на частоту источника переменного тока, а о месте прокладки элементов контура заземления и его связей с электрооборудованием судят путем смещения измерителя параллельно поверхности земли в направлении, перпендикулярном предполагаемой трассе контура заземления и определения положения измерителя напряженности магнитного поля, отвечающего максимальному значению напряженности магнитного поля. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что глубину прокладки горизонтальных элементов контура заземления определяют путем измерения напряженности магнитного поля на поверхности земли по трассе прокладки, перемещения антенны измерителя вверх и измерения расстояния ее над поверхностью земли, на котором величина измеряемой напряженности уменьшается в два раза, причем это измеренное расстояние принимается равным глубине прокладки. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерения повторяют, подключая один из полюсов источника переменного тока попеременно к каждому оборудованию, установленному на территории, охватываемой контуром заземления, в месте его заземления от одной из выходных клемм, причем вторая точка соединения источника тока с контуром заземления остается постоянной. 4. Способ по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что измерения осуществляют при частоте источника переменного тока, выбранной в диапазоне 200-1000 Гц.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для определения состояния сложного контура заземления и его связей с электрооборудованием на электрических станциях, трансформаторных подстанциях и т.п. Известен способ определения сопротивления растекания тока заземления путем наложения переменного тока на заземлитель и измерения силы тока в цепи заземлителя и токового электрода и напряжения в цепи заземлителя и потенциального электрода (см. , например, В.В. Бургсдорф, А.И. Якобс. Заземляющие устройства электроустановок. М. Энергоатомиздат, 1987, с. 360). Недостатком известного способа является то, что с его помощью невозможно определить реальное состояние контура заземления и связей оборудования с контуром. Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ определения электрофизических характеристик подземных металлических сооружений, при котором на подземное металлическое сооружение накладывают переменный ток и измеряют величину напряженности магнитного поля, созданного наложенным током, в точках пространства над поверхностью земли по трассе металлического сооружения (см. авт. св. СССР N 248077, МПК G 01 R 27/20, 1969 г.). Известный способ, принятый за прототип, преимущественно предназначен для контроля переходного сопротивления нефтепродуктопроводов, когда точно известно месторасположение этого нефтепродуктопровода. Причем в этом способе величина напряженности магнитного поля, созданного наложенным током, измеряется только на концах контролируемого нефтепродуктопровода. Этот способ не позволяет определить реальное состояние контура заземления и связей оборудования с контуром. Задача изобретения состояла в разработке такого способа, который обеспечивает определение местонахождения элементов сложного контура заземления электрооборудования и его дефектов. Указанная задача решается тем, что предложен способ определения электрофизических характеристик подземных металлических сооружений, преимущественно сложного контура заземления электрооборудования, путем наложения на подземное металлическое сооружение переменного тока и измерения величины напряженности магнитного поля, созданного наложенным током, в точках пространства над поверхностью земли по трассе металлического сооружения, в котором согласно изобретению ток накладывают приложением полюсов источника переменного тока к двум точкам контура заземления, удаленным друг от друга на максимальное расстояние в пределах контура заземления, по крайней мере одна из которых является заземленной нейтралью электрооборудования, связанного с контуром заземления, причем частоту измерителя напряженности магнитного поля настраивают на частоту источника переменного тока, а с места прокладки элементов контура заземления и его связей с электрооборудованием судят путем смещения измерителя параллельно поверхности земли в направлении, перпендикулярном предполагаемой трассе контура заземления, и определения положения измерителя напряженности магнитного поля, отвечающего максимальному значению напряженности поля. Еще одним отличием способа является то, что измерение проводят при частоте переменного тока, выбранной в интервале 200-1000 Гц. В соответствии с предлагаемым способом глубину прокладки элементов контура заземления определяют путем измерения напряженности магнитного поля на поверхности земли по трассе прокладки, перемещения антенны измерителя вверх и измерения расстояния ее над поверхностью, на котором величина измеряемой напряженности уменьшается в два раза, причем это измеренное расстояние принимается равным глубине прокладки. Другим отличием способа является то, что измерения повторяют, подключая источник переменного тока попеременно к каждому электрооборудованию, установленному на территории, охватываемой контуром заземления, в месте его заземления от одной из выходных клемм, причем вторая точка соединения источника тока с контуром заземления остается постоянной. Благодаря отмеченным выше особенностям осуществления способа обеспечивается определение полной реальной картины размещения элементов смежного контура заземления и его связей с электрооборудованием, которая может существенно отличаться от проектной трассы контура заземления по причине многократного проведения ремонтных работ, связанных с земляными работами, которые приводят к изменению контура заземления и его связей с электрооборудованием. Сущность изобретения поясняется чертежом и приведенными ниже примерами осуществления способа. На фиг. 1 изображена схема размещения элементов сложного контура заземления и его связей с электрооборудованием и источником переменного тока в момент измерений. На фиг. 2 изображена схема размещения антенны измерителя напряженности магнитного поля относительно контролируемого элемента контура заземления и поверхности земли. Сложный контур заземления 1 охватывает территорию, на которой размещено различное электрооборудование 2, например, трансформаторной подстанции. Контур заземления 1 содержит уложенные в земле горизонтальные, пересекающиеся под прямым углом электроды 3, к которым подсоединены связи 4 электрооборудования 2. Для проведения измерений в соответствии с предлагаемым способом источник 5 переменного тока своими полюсами 6 и 7 подсоединяют к двум точкам контура заземления 1, расположенным на максимальном расстоянии друг от друга (см. фиг. 1). При этом одной из точек служит, как правило, заземленная нейтраль трансформатора. В качестве источника 5 переменного тока используют серийный авиационный электромеханический преобразователь типа ПТ-250. Питание преобразователя осуществляется от сети 220 В, 50 Гц через регулировочный автотрансформатор, понижающий трансформатор и выпрямитель (на фиг. не показаны), на выходе преобразователя включен понижающий трансформатор (на фиг. не показан). Изменяя число витков понижающего трансформатора, можно осуществлять регулировку выходного тока источника 5 переменного тока. Технические характеристики источника 5 тока:Напряжение питания - 220 В, 50 Гц;
Потребляемая мощность (не более) - 500 Вт;
Ток в нагрузке - от 0 до 50 А;
Напряжение на нагрузке - от 0 до 115 В;
Частота тока в нагрузке - 200-1000 Гц. Верхняя граница выбранного диапазона частот источника 5 тока (1000 Гц) определяется тем, что дальнейшее увеличение частоты приводит к искажению распределения токов и потенциалов в сравнении с частотой 50 Гц вследствие влияния индуктивности контура заземления 1. Нижняя граница выбранного диапазона частот (
![способ определения электрофизических характеристик подземных металлических сооружений, патент № 2120643](/images/patents/351/2120028/8776.gif)
Класс G01R27/20 для измерения сопротивления заземления; для измерения контактного сопротивления заземлителей, например пластинчатых
Класс G01V3/11 для обнаружения токопроводящих объектов, например огнестрельного оружия, кабелей или труб