PL159083B1 - Sposób i uklad sprawdzania ciaglosci zyl ochronnych oponowego przewodu górniczego PL - Google Patents

Abstract

1 . Sposób sprawdzania ciaglosci zyl ochronnych oponowego przewodu górniczego, znamienny tym , ze w badanej zyle wymusza sie przeplyw sinusoidalnego zmien- nego pradu pom iarowego, którego obwód zamyka sie w pozostalych równolegle polaczonych zylach ochronnych, nastepnie wydziela sie sygnaly pradu i napiecia i na pod- stawie tych sygnalów mierzy sie kat przesuniecia fazo- wego pom iedzy napieciem i pradem pom iarow ym oraz mierzy sie m odul im pendancji obwodu utworzonego przez badana zyle ochronna i polaczone z nim równolegle pozostale zyly ochronne, przy czym pom iary te wykonuje sie w przewodzie z zylami ochronnym i metalicznie ciag- lym i, nastepnie mierzy sie okresowo kat przesuniecia fazowego oraz m odul impedancji w eksploatowanym przewodzie i porów nuje sie w yniki pom iarów uzyskane dla przewodu z zylam i metalicznie ciaglym i oraz dla przewodu eksploatowanego. 2. Uklad sprawdzania ciaglosci zyl ochronnych oponowego przewodu górniczego, wyposazony w prze- kladnik, znamienny tym , ze posiada generator (G ), k tó - rego wyjscie jest polaczone przez wzmacniacz (W ) z je d - nym z uzwojen przekladnika (P), którego drugie uzw o- jenie jest wlaczone w badana zyle szeregowo z elementem (B), z którego wydziela sie sygnal pradowy, przy czym zaciski tego uzwojenia sa polaczone z napieciowym wejs- ciem (W eN) pom iarowego bloku (U ) a zaciski elementu (B) sa polaczone z pradowym wyjsciem (WeP) tego bloku (U). fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ sprawdzania ciągłości żył ochronnych oponowego przewodu górniczego, przeznaczony do stosowania zwłaszcza w sieciach kopalnianych górnictwa odkrywkowego.

Oponowe przewody górnicze oprócz trzech żył roboczych posiadają również żyły ochronne, zwykle trzy, oddzielone od siebie gumą przewodzącą. Żyły ochronne zwarte ze sobą na obu końcach przewodu zapewniają metaliczne połączenie punktu zerowego zasilającej stacji transformatorowej z metalowymi elementami zasilanych maszyn i urządzeń elektroenergetycznych.

Z praktyki eksploatacji znany jest sposób okresowego sprawdzania ciągłości żył, który polega na pomiarze rezystancji metodą techniczną; wymaga to włączenia badanego odcinka przewodu, ponieważ powrotnym przewodem jest jedna z żył roboczych oponowego przewodu.

Z opisu polskiego patentu nr 148 547 znany jest przyrząd do pomiaru prądu upływu, zawierający ruchome sieciowe połączenie zakończone wtyczką sieciową z jednej strony a z drugiej wprowadzone do wnętrza przyrządu. Przewody fazowe i przewody zerowe przyrządu są dołączone do sieciowego gniazda usytuowanego na przyrządzie. Miernik prądu upływu jest połączony z uzwojeniem wtórnym przekładnika pomiarowego. Ochronny przewód łączący zacisk ochronny z ochron159 083 nym stykiem sieciowego gniazda jest zwinięty w cewkę, która stanowi pierwotne uzwojenie pomiarowego przekładnika.

Znany przyrząd może służyć tylko do pomiaru prądu upływu pomiędzy przewodami fazowymi urządzeń a przewodem ochronnym.

Wynalazek dotyczy sposobu i układu do sprawdzania ciągłości żył ochronnych oponowego przewodu górniczego.

Istota sposobu sprawdzania według wynalazku polega na wymuszeniu w badanej żyle przepływu sinusoidalnego zmiennego prądu pomiarowego o kształcie sinusoidalnym ze stałą częstotliwością od 800 Hz do 3 kHz, którego obwód zamyka się w pozostałych równolegle połączonych żyłach ochronnych. Następnie wydziela się sygnały prądu i napięcia i na podstawie tych sygnałów mierzy się kąt przesunięcia fazowego pomiędzy napięciem i prądem pomiarowym. Mierzy się także moduł impedancji obwodu utworzonego przez badaną żyłę ochronną i połączone z nią równolegle pozostałe żyły ochronne. Pomiary wykonuje się w przewodzie z żyłami ochronnymi metalicznie ciągłymi a następnie okresowo mierzy się te parametry w eksploatowanym przewodzie i porównuje się wyniki pomiarów.

Istota układu do sprawdzania ciągłości żyły ochronnej oponowego przewodu górniczego według wynalazku polega na tym, że ma generator, połączony przez wzmacniacz z jednym z uzwojeń przekładnika, którego drugie uzwojenie jest włączone w badaną żyłę szeregowo z elementem, z którego wydziela się sygnał prądowy. Zaciski drugiego uzwojenia są połączone z napięciowym wejściem pomiarowego bloku a zaciski elementu są połączone z prądowym wejściem tego bloku, napięciowe wejście jest połączone z jednym przetwornikiem impedancji a prądowe wejście połączone jest z drugim przetwornikiem impedancji. Wyjścia obydwu przetworników impedancji są połączone równolegle z wejściem toru porównania fazy oraz z wejściem toru porównania amplitudy. Tor porównania fazy stanowi jeden detektor zera połączony przez fazowy przesu wnik z pierwszym wejściem komparatora fazy oraz drugi detektor zera połączony z drugim wejściem komparatora fazy, którego wyjście jest połączone z układem sygnalizacji. Tor porównania amplitudy stanowią dwa liniowe prostowniki, połączone z dwoma wejściami komparatora amplitudy, którego wyjście jest połączone z układem sygnalizacji.

Korzystnym skutkiem stosowania sposobu i układu według wynalazku jest możliwość sprawdzania ciągłości żył ochronnych, gdy oponowy przewód znajduje się ponad napięciem i zasila przyłączone urządzenie elektroenergetyczne. W sposobie sprawdzania ciągłości żył ochronnych według wynalazku dzięki możliwości jednoczesnego pomiaru kąta przesunięcia fazowego i modułu impedancji zwiększa się skuteczność identyfikacji uszkodzenia tych żył.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy obwodu do sprawdzania ciągłości żył, a fig. 2 - schemat blokowy torów pomiarowych.

Sposób sprawdzania ciągłości żył ochronnych oponowego przewodu górniczego według wynalazku polega na tym, że w badanej żyle wymusza się przepływ prądu pomiarowego, którego obwód zamyka się w pozostałych równolegle połączonych żyłach ochronnych. Następnie wydziela się sygnały prądu i napięcia. Na podstawie tych sygnałów mierzy się kąt przesunięcia fazowego pomiędzy napięciem i prądem pomiarowym oraz mierzy się moduł impedancji obwodu utworzonego przez badaną żyłę ochronną i połączone z nią równolegle pozostałe żyły ochronne. Pomiary te wykonuje się w przewodzie z żyłami ochronnymi metalicznie ciągłymi. Następnie mierzy się okresowo kąt przesunięcia fazowego oraz moduł impedancji w eksploatowanym przewodzie i porównuje się wyniki pomiarów uzyskane dla przewodu z żyłami metalicznie ciągłymi oraz dla przewodu eksploatowanego.

Obiekt pomiarowy stanowią trzy ochronne żyły Żl, Ż2, Ż3 oponowego przewodu górniczego, połączone ze sobą równolegle. W obwód badanej żyły ochronnej Żl, do jednego z jej końców jest włączone jedno z uzwojeń przekładnika P oraz szeregowo z nim element B, na którym wydziela się sygnał prądowy. Do drugiego uzwojenia przekładnika P jest włączony ge^<^i^.ator G przebiegu sinusoidalnego za pośrednictwem wzmacniacza W. Generator G wytwarza napięcie sinusoidalne o stałej cz^i^st^ltli wości 1000 Hz. Do zacisków przekładnika P, załączonych z badaną żyłą ochronną jest przyłączone napięciowe wejście WeN pomiarowego układu U a prądowe wejście WeP jest

159 083 połączone z elementem B. Pomiarowy układ U składa się z dwóch torów: toru porównania fazy i toru porównania amplitudy A. Pomiarowy układ U jest zasilany pomiarowym napięciem z wejścia WeN za pośrednictwem przetwornika impedancji 1 oraz z prądowego wejścia WeP za pośrednictwem drugiego przetwornika impedancji 2.

Tor porównania fazy φ stanowi wyjście jednego przetwornika 1 impedancji połączone przez detektor zera 3 i fazowy przesuwnik 4 z pierwszym wejściem komparatora fazy 5. Drugie wejście komparatora 5 jest połączone z wejściem drugiego przetwornika impedancji 2 za pośrednictwem detektora zera 6. Wyjście komparatora fazy Sjest połączone z układem sygnalizacji 7.

Tor porównania amplitudy A stanowi liniowy prostownik 8, włączony do wyjścia przetwornika impedancji 1 oraz 'drugi prostownik 9, połączony z wyjściem przetwornika impedancji 2. Jeden z prostowników ma regulowane napięcie wyjściowe. Wyjścia obydwu prostowników 8 i 9 są połączone z dwoma wejściami komparatora amplitudy 10, którego wyjście jest połączone z układem sygnalizacji 11.

Generator G wymusza za pośrednictwem wzmacniacza W przepływ prądu pomiarowego w' przyłączonym do wzmacniacza W, pierwszym uzwojeniu przekładnika P. Następnie prąd ten przetransformowany na przeciwną stronę przekładnika P płynie w obwodzie utworzonym przez drugie uzwojenie przekładnika P, element B, na którym wydziela się sygnał prądowy, badaną żyłę Ż1 oraz równolegle połączone dwie pozostałe żyły ochronne Ż2 i Ż3. Napięcie z zacisków uzwojenia przekładnika P, włączone w badaną żyłę jest podawane na wejście napięciowe WeN pomiarowego układu U. Prądowe wejście WeP pomiarowego układu U jest zasilane z elementu B.

Pomiar w torze porównania fazy φ polega na tym, że w komparatorze fazy 5 porównuje się wzajemne przesunięcie fazowe pomiędzy sygnałem pochodzącym z wyjścia detektora zera 3 a sygnałem pochodzącym z wyjścia drugiego detektora zera 6. Przesuwnik fazowy 4 umożliwia zmianę wzajemnego przesunięcia fazowego obydwu tych sygnałów. Pierwszy pomiar wykonywany jest dla żyły ochronnej metalicznie ciągłej i w tym stanie tak reguluje się przesuwnikiem fazowym 4, aby sprowadzić do zera kąt przesunięcia fazowego pomiędzy obydwoma sygnałami, wchodzącymi na wejście komparatora fazy 5. Komparator ten jest wówczas skompensowany a na jego wyjściu pojawia się stan logiczny „O“, w którym układ sygnalizacji 7 nie jest pobudzony. Stan taki zapamiętany jest przez układ jako stan wyjściowy toru porównania fazy φ.

Pomiar w torze porównania amplitudy A polega na tym, że komparator amplitudy 10 porównuje ze sobą wartości średnie wyprostowanych sygnałów pochodzących z prostowników liniowych 8 i 9, które są proporcjonalne do wartości skutecznych odpowiednio napięcia i prądu pomiarowego. W ten sposób dokonywany jest pomiar modułu impedancji obwodu utworzonego przez badaną żyłę ochronną Ż1 i równolegle do niej przyłączone dwie pozostałe żyły ochronne Z2 i Ż3. Jeden z tych prostowników posiada możliwość płynnej regulacji napięcia wyprostowanego, co pozwala na takie ustawienie wartości obydwu sygnałów wejściowych komparatora amplitudy 10, że ich wartości średnie są sobie równe. Stan taki nazywa się stanem zrównoważenia komparatora amplitudy 10. Na wyjściu komparatora jest wówczas stan logiczny „O“, w którym układ sygnalizacji 11 znajduje się w stanie niepobudzonym. Podczas pierwszego pomiaru, wykonanego dla żyły ochronnej metalicznie ciągłej równoważy się komparator amplitudy 10 zgodnie ź wyżej opisanym sposobem. Stan ten zapamiętany jest jako stan wyjściowy toru porównania amplitudy A.

W trakcie eksploatacji przewodu oponowego górniczego, gdy wskutek trudnych warunków terenowych zachodzi możliwość uszkodzenia jego żył, w tym również żył ochronnych, dokonywane jest okresowo sprawdzenie ciągłości danej żyły ochronnej. Polega ono na tym, że w badaną żyłę ochronną włącza się urządzenie pomiarowe według wyżej opisanego sposobu, i sprawdza się, czy mierzone w torze porównania fazy przesunięcie fazowe różni się od zapamiętanego stanu wyjściowego oraz czy moduł impedancji mierzony w torze porównania amplitudy A różni się od zapamiętanego stanu wyjściowego. Jeśli taka różnica w dowolnym z torów zaistnieje, to na wyjściu odpowiedniego komparatora pojawia się stan logiczny „1“, co wprowadza odpowiedni układ sygnalizacji w stan pobudzenia, a tym samym stwierdzona zostaje metaliczna nieciągłość badanej żyły ochronnej.

fig.2

fig. 1

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 5000 zł.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób sprawdzania ciągłości żył ochronnych oponowego przewodu górniczego, znamienny tym, że w badanej żyle wymusza się przepływ sinusoidalnego zmiennego prądu pomiarowego, którego obwód zamyka się w pozostałych równolegle połączonych żyłach ochronnych, następnie wydziela się sygnały prądu i napięcia i na podstawie tych sygnałów mierzy się kąt przesunięcia fazowego pomiędzy napięciem i prądem pomiarowym oraz mierzy się moduł impendancji obwodu utworzonego przez badaną żyłę ochronną i połączone z nim równolegle pozostałe żyły ochronne, przy czym pomiary te wykonuje się w przewodzie z żyłami ochronnymi metalicznie ciągłymi, następnie mierzy się okresowo kąt przesunięcia fazowego oraz moduł impedancji w eksploatowanym przewodzie i porównuje się wyniki pomiarów uzyskane dla przewodu z żyłami metalicznie ciągłymi oraz dla przewodu eksploatowanego.
2. 2. Układ sprawdzania ciągłości żył ochronnych oponowego przewodu górniczego, wyposażony w przekładnik, znamienny tym, że posiada generator (G), którego wyjście jest połączone przez wzmacniacz (W) z jednym z uzwojeń przekładnika (P), którego drugie uzwojenie jest włączone w badaną żyłę szeregowo z elementem (B), z którego wydziela się sygnał prądowy, przy czym zaciski tego uzwojenia są połączone z napięciowym wejściem (WeN) pomiarowego bloku (U) a zaciski elementu (B) są połączone z prądowym wyjściem (WeP) tego bloku (U).
3. 3. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że napięciowe wejście (WeN) pomiarowego bloku (U) jest połączone z przetwornikiem impedancji (1), a prądowe wejście (WeP) pomiarowego bloku (U) jest połączone z drugim przetwornikiem impedancji (2), przy czym wyjścia obydwu przetworników impedancji (1 i 2) są połączone równolegle z wejściem toru (φ) porównania fazy oraz z wejściem toru (A) porównania amplitudy.
4. 4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że tor porównania fazy (φ) stanowi jeden detektor zera (3) połączony przez fazowy przesuwnik (4) z pierwszym wejściem komparatora (5) oraz drugi detektor zera (6) połączony z drugim wejściem komparatora (5) którego wyjście jest połączone z układem sygnalizacji (7).
5. 5. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że tor porównania amplitudy (A) stanowią dwa liniowe prostowniki (8 i 9), połączone z dwoma wejściami komparatora amplitudy (10), którego wyjście jest połączone z układem sygnalizacji (11).