PL201126B1

PL201126B1 - Sposób i zestaw urządzeń testujących do przeprowadzania oceny parametrów elektrycznych instalacji odgromowych

Info

Publication number: PL201126B1
Application number: PL360217A
Authority: PL
Inventors: Eugeniusz Smycz
Original assignee: Eugeniusz Smycz
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2009-03-31
Also published as: CN100501431C; RU2005136861A; CN1717588A; EP1625410A2; RU2334239C2; WO2004102594A2; PL360217A1; WO2004102594A3; WO2004102594B1

Abstract

1. Sposób przeprowadzania oceny parametrów elektrycznych instalacji odgromowych, zw laszcza jej g lowicy wykorzystuj acy energi e elektryczn a zmagazynowan a w kondensatorach oraz przewód kontrolny uziemiaj acy, znamienny tym, ze do g lowicy piorunochronu (4) zaopatrzonej w przewód uziemiaj acy (5) montuje si e dodatkowo co najmniej jeden przewód kontrolny (6) sprzezony elektrycznie z urz adzeniem testuj acym (1), po czym uaktywnia si e uk lad testuj acy tego urz adzenia poprzez podanie pomi edzy przewód kontrolny (6) i uziemiaj acy (5) lub tylko pomi edzy przewody kontrol- ne (6) niskiego napi ecia steruj acego energi a elektryczn a magazy- nowan a w zespole kondensatorów (7) dostarczan a do styków sta lych (11) tych przewodów po laczonych tak ze z testowanymi elementami (12) g lowicy piorunochronu (4), a nast epnie uzyskan a informacj e o posiadanych parametrach elektrycznych tych elemen- tów przekazuje si e tymi przewodami do urz adzenia testuj acego (1), zamontowanego bezpo srednio do g lowicy piorunochronu (4) lub umieszczonego w dalszej odleg losci od tej g lowicy i sprz ezonego elektrycznie z jej przewodami (5 i 6). 4. Zestaw urz adze n testuj acych do przeprowadzania oceny pa- rametrów elektrycznych instalacji odgromowych zw laszcza jej glowicy wyposa zony w zestaw kondensatorów magazynuj acych energi e elektryczn a, przewód uziemiaj acy i kabel kontrolny, zna- mienny tym, ze sk lada si e z urz adzenia testuj acego (1) zaopatrzo- nego w sond e (2) oraz gniazda (3) zamontowanego w g lowicy piorunochronu (4), zawieraj acego z lacze z przewodem uziemiaj a- cym (5) instalacj e odgromow a oraz z przewodem kontrolnym (6), przy czym urz adzenie testuj ace (1) posiada zespó l kondensatorów (7) magazynuj acych energi e elektryczn a, po laczonych elektrycznie z przewodem kontrolnym (6) oraz z uk ladem ………………………. PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 201126 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 360217 ^{(51) Int.Cl.}

G01R 31/00 (2006.01) G01R 31/12 (2006.01) H02H 3/22 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 19.05.2003

Sposób i zestaw urządzeń testujących do przeprowadzania oceny parametrów elektrycznych instalacji odgromowych

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 29.11.2004 BUP 24/04	(76) Uprawniony i twórca wynalazku: Smycz Eugeniusz,Saint Michel,FR
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	(74) Pełnomocnik:
31.03.2009 WUP 03/09	Warzybok Tadeusz, BIURO PATENTOWE INICJATOR Sp. z o.o.

₍₅₇₎ 1. Sposób przeprowadzania oceny parametrów elektrycznych instalacji odgromowych, zwłaszcza jej głowicy wykorzystujący energię elektryczną zmagazynowaną w kondensatorach oraz przewód kontrolny uziemiający, znamienny tym, że do głowicy piorunochronu (4) zaopatrzonej w przewód uziemiający (5) montuje się dodatkowo co najmniej jeden przewód kontrolny (6) sprzężony elektrycznie z urządzeniem testującym (1), po czym uaktywnia się układ testujący tego urządzenia poprzez podanie pomiędzy przewód kontrolny (6) i uziemiający (5) lub tylko pomiędzy przewody kontrolne (6) niskiego napięcia sterującego energią elektryczną magazynowaną w zespole kondensatorów (7) dostarczaną do styków stałych (11) tych przewodów połączonych także z testowanymi elementami (12) głowicy piorunochronu (4), a następnie uzyskaną informację o posiadanych parametrach elektrycznych tych elementów przekazuje się tymi przewodami do urządzenia testującego (1), zamontowanego bezpośrednio do głowicy piorunochronu (4) lub umieszczonego w dalszej odległości od tej głowicy i sprzężonego elektrycznie z jej przewodami (5 i 6).

4. Zestaw urządzeń testujących do przeprowadzania oceny parametrów elektrycznych instalacji odgromowych zwłaszcza jej głowicy wyposażony w zestaw kondensatorów magazynujących energię elektryczną, przewód uziemiający i kabel kontrolny, znamienny tym, że składa się z urządzenia testującego (1) zaopatrzonego w sondę (2) oraz gniazda (3) zamontowanego w głowicy piorunochronu (4), zawierającego złącze z przewodem uziemiającym (5) instalację odgromową oraz z przewodem kontrolnym (6), przy czym urządzenie testujące (1) posiada zespół kondensatorów (7) magazynujących energię elektryczną, połączonych elektrycznie z przewodem kontrolnym (6) oraz z układem............................

PL 201 126 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i zestaw urządzeń testujących do przeprowadzania oceny parametrów elektrycznych instalacji odgromowych.

Zabezpieczenie odgromowe obiektów budowlanych realizowane jest za pomocą konwencjonalnej instalacji złożonej z przewodu elektrycznego rozpiętego po konturach dachu chronionego obiektu oraz z uziemionego metalowego ostrza lub za pomocą piorunochronów zaopatrzonych w aktywne głowice osadzone na maszcie rurowym. Celem tych głowic jest przyspieszenie wywołania oddolnego kanału ze zjonizowanym powietrzem, umożliwiającego zwiększenie obszaru chronionego w porównaniu do instalacji konwencjonalnej.

Znany powszechnie sposób oceny sprawności technicznej instalacji odgromowej polega na dokonywaniu jej oględzin zewnętrznych, zwykle za pomocą lornetki. Sposób ten pozwala tylko na ogólne ustalenie zakresu mechanicznego uszkodzenia głowicy aktywnej, a w przypadku, gdy brak jest możliwości takiego ustalenia sprawdzenie stanu uszkodzenia lub zniszczenia i przydatności tej głowicy do dalszej eksploatacji możliwe jest dopiero po jej zdemontowaniu z masztu i sprawdzeniu na stanowisku kontrolnym, co zwykle dokonywane jest u producenta tych instalacji.

Znane są również urządzenia przenośne pozwalające na sprawdzenie stanu instalacji odgromowej po uprzednim zdemontowaniu aktywnej głowicy lub przyłożeniu odpowiedniej sondy do ostrza głowicy. Jednakże przeprowadzanie takiej kontroli jest bardzo uciążliwe i kosztowne, zwłaszcza w przypadku zainstalowania piorunochronu na wieży kościoła, zbiorniku czy maszcie, gdzie z reguły dostęp do tych obiektów jest utrudniony.

Znany z japońskiego opisu patentowego nr JP5087866 układ elektroniczny do pomiaru elektrycznej charakterystyki izolatora odgromnika, którego obwód ochronny wysokiego napięcia jest połączony z dwoma stycznikami, przy czym po stronie wejściowej tego obwodu kondensator mający pojemność elektrostatyczną 2-3 krotnic większą od pojemności elektrostatycznej izolatora - odgromnika przepięciowego i pojemności elektrostatycznej szczeliny wyładowania powietrznego jest połączony równolegle do tego izolatora - odgromnika.

Znany jest również z japońskiego opisu patentowego nr JP9080113 przyrząd do wygenerowania napięcia indukowanego w czasie testu do kabla kontrolnego pomiędzy wyłącznikiem biegunowym elektrody, a urządzeniem do sterowania dystrybucją mocy i dokonania pomiaru tego napięcia. Przyrząd ten wyposażony jest w część generującą prąd testowy, w której wyłącznik dla rozpoczynania testów i pierwszy kondensator dla prądu testowego są połączone szeregowo pomiędzy końcówką uziemienia odgromnika i ziemią oraz w kondensator dla napięcia dzielonego, które jest nastawione pomiędzy elektrodą obejmującą powierzchnię kabla kontrolnego i uziemionym punktem potencjału referencyjnego i środek mierzący napięcie końcówek drugiego kondensatora. W stanie gdy wyłącznik ten jest włączony prąd testowy oparty na wyładowaniu wspomnianego kondensatora jest doprowadzony do linii uziemienia, w wyniku czego zostaje wygenerowane indukowane napięcie w kablu kontaktowym, które to napięcie jest podzielone przez pojemność pomiędzy tym kablem i elektrodą oraz drugi kondensator. Indukowane napięcie jest uzyskiwane i zmieniane z pojemności kabla i elektrody z pojemnoś ciami drugiego kondensatora oraz napięcia elementu mierzą cego napi ę cie.

Znana jest także z japońskiego opisu patentowego nr JP5205849 metoda testowania instalacji odgromowych umożliwiająca dokonanie przerwania obwodu odgromnika bez użycia obwodu generującego impuls błyskawicy o wysokim napięciu i dużej pojemności. W metodzie tej napięcie obwodu zasilania w prąd zmienny zostaje zwiększone za pomocą dwóch ładowarek otwartych, a rozłącznik zamknięty celem ładowania kondensatora. Po naładowaniu tego kondensatora do określonego napięcia obie ładowarki są ładowane, zaś ekwiwalentny prąd impulsu błyskawicy jest przekazywany do szczeliny odgromnika przepięciowego i pręt metalowy zostaje natychmiast stopiony wywołując łuk elektryczny. Z kolei, po zakończeniu rozładowywania rozłącznik ten zostaje zamknięty i prąd zmienny z obwodu zasilania kontynuuje swój przepływ do szczeliny, a rozłącznik ten zostaje rozłączony.

Z kolei, w znanym z japońskiego opisu patentowego nr JP4148879 układzie elektronicznym do testowania parametrów instalacji odgromowych napięcie proporcjonalne do prądu upływowego odgromnika przepięciowego jest ładowane do kondensatora części obwodu ładującego, a tyrystor części obwodu przełączającego zostaje wyłączony, gdy napięcie to osiągnie wartość nastawioną przez diodę Zenera, a poprzez dwa rezystory ładunek elektryczny tego kondensatora zostaje rozładowany, zaś dioda LED emitująca światło zostaje rozświetlona. Z kolei, gdy prąd upływowy tego odgromnika osiągnie określony poziom przed pogorszeniem się dioda LED emitująca światło zostaje rozświetlona raz

PL 201 126 B1 powodując że tyrystor zostaje włączony na skutek spadku napięcia spowodowanego rozładowaniem kondensatora, który ponownie zostaje rozładowany na skutek prądu upływowego, przy czym ładowanie i rozładowanie to jest powtarzane. Częstotliwość emisji wspomnianej diody LED emitującej światło pozwala poznać wielkość prądu upływowego piorunochronu i stopień pogorszenia się odgromnika przepięciowego, osiągając w ten sposób prewencyjną integralność tego odgromnika.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu i urządzenia do przeprowadzania okresowej oceny sprawności instalacji odgromowej, zwłaszcza z głowicami aktywnymi lub oceny tej instalacji tuż po uderzeniu pioruna.

Istota sposobu przeprowadzania oceny parametrów elektrycznych instalacji odgromowej, zwłaszcza jej głowicy według wynalazku polega na tym, że do głowicy piorunochronu zaopatrzonej w przewód uziemiający montuje się dodatkowo co najmniej jeden przewód kontrolny sprzężony elektrycznie z urządzeniem testującym, po czym uaktywnia się układ testujący tego urządzenia poprzez podanie pomiędzy przewód uziemiający i kontrolny lub tylko pomiędzy przewody kontrolne niskiego napięcia sterującego energią elektryczną magazynowaną w zespole kondensatorów dostarczaną do syków stałych tych przewodów, połączonych także z testowanymi elementami głowicy piorunochronu, po czym uzyskaną informację o posiadanych parametrach elektrycznych przekazuje się tymi przewodami do urządzenia testującego zamontowanego bezpośrednio do głowicy piorunochronu lub umieszczonego w dalszej odległości od tej głowicy i sprzężonego elektrycznie z jej przewodem uziemiającym oraz z przewodem kontrolnym. Pomiaru parametrów techniczno-użytkowych głowicy piorunochronu dokonuje się tylko gdy urządzenie testujące jest w stanie przewodzenia elektrycznego. Pomiaru parametrów techniczno-użytkowych głowicy piorunochronu dokonuje się także po sprzężeniu urządzenia testującego z elementem mierzącym prąd w przewodzie uziemiającym i na podstawie tej informacji następuje automatyczna ocena tych parametrów.

Z kolei zestaw urządzeń testujących do przeprowadzenia oceny parametrów elektrycznych instalacji odgromowej według wynalazku charakteryzuje się tym, że składa się z urządzenia testującego zaopatrzonego w sondę oraz gniazda zamontowanego w głowicy piorunochronu, zawierającego złącze z przewodem uziemiającym instalację odgromową oraz przewodem kontrolnym, przy czym urządzenie testujące posiada zespół kondensatorów magazynujących energię elektryczną połączonych elektrycznie z przewodem kontrolnym oraz układem elektromechanicznym, zaopatrzonym w element ruchomy ze stykami pomiarowymi, usytuowanymi naprzeciw styków stałych tych przewodów połączonych elektrycznie z elementami testowanymi głowicy piorunochronu. Korzystnym jest również, gdy gniazdo złącza zamontowane jest na lub w maszcie głowicy piorunochronu, a do zespołu kondensatorów dołączone są dwa lub więcej przewodów kontrolnych. W czasie testowania elementów głowicy piorunochronu sonda urządzenia testującego umieszczona jest w gnieździe złącza przewodu uziemiającego i kontrolnego a styki pomiarowe tego urządzenia są unieruchomione w jego stykach stałych. Korzystnym jest także, gdy układ elektromechaniczny stanowi elektromagnes lub silnik elektryczny, a ukł ad elektromechaniczny w czasie testowania elementów głowicy piorunochronu jest zasilany z zewną trz poprzez przewód kontrolny i przewód uziemiają cy, lub tylko poprzez co najmniej dwa przewody kontrolne.

Podstawową zaletą sposobu i urządzenia według wynalazku jest możliwość dokonywania testowania głowicy piorunochronu na odległość bez konieczności bezpośredniej interwencji na tej głowicy. Urządzenie testujące może być zainstalowane do instalacji odgromowej na stałe i dokonywać samodzielnego testowania parametrów głowicy piorunochronu okresowo lub bezpośrednio po uderzeniu pioruna, oraz przesyłania tej informacji na odległość nawet do 1000 m.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym, fig. 1 przedstawia układ blokowy urządzenia testującego parametry głowicy piorunochronu sprzężonego elektrycznie z tą głowicą, a fig. 2 - schematycznie obiekt chroniony wyposażony w instalację odgromową.

Sposób testowania głowicy piorunochronu 4 zamontowanej na maszcie rurowym 13 uziemionym przewodem 5 umieszczonym na obiekcie chronionym 14 polega na tym, że do głowicy piorunochronu 4 montuje się dodatkowo co najmniej jeden przewód kontrolny 6 i przyłącza się go wraz z przewodem uziemiającym 5 instalacji odgromowej poprzez gniazdo 3 i sondę 2 do jej urządzenia testującego 1, po czym za pomocą sondy 2 pomiędzy te przewody podaje się niskie napięcie rzędu od kilku do kilkudziesięciu woltów. Podanie niskiego napięcia powoduje uaktywnienie urządzenia testującego 1 i dostarczenie energii elektrycznej zmagazynowanej w zespole kondensatorów 7 do układu elektromechanicznego 8, który powoduje przesuw jego elementu ruchomego 9 wraz ze stykami

PL 201 126 B1 pomiarowymi 10 do styków stałych 11 połączonych elektrycznie z testowanymi elementami 12 głowicy piorunochronu 4. Z chwilą połączenia się styków 10 i 11 informacja o posiadanych parametrach elektrycznych elementów 12 głowicy piorunochronu 4 jest przekazywana poprzez zespół kondensatorów 7 przewodem kontrolnym 6 i przewodem uziemiającym 5 do pamięci i wyświetlacza urządzenia testującego 1, na którym dokonuje się odczytu wyników testu badanych elementów. Po zakończeniu testowania ruchome styki pomiarowe 10 powracają do nieprzewodzącego stanu wyjściowego urządzenia. Stan przewodzenia i nie przewodzenia urządzenia testującego 1 realizowany jest tylko przez załączanie i rozłączanie styków pomiarowych 10 tego urządzenia ze stykami stałymi 11 połączonymi z testowanymi elementami 12. Odczytu sprawdzanych parametrów głowicy piorunochronu 4 dokonuje się za pomocą urządzenia testującego 1 zamontowanego na stałe do tej głowicy lub za pomocą tego urządzenia używanego jako przenośnego.

Zestaw urządzeń testujących składa się z urządzenia testującego 1 zaopatrzonego w sondę 2 oraz z gniazda 3 zamontowanego w głowicy piorunochronu 4, zawierającego złącze z przewodem uziemiającym 5 i z przewodem kontrolnym 6. Urządzenie testujące 1 składa się z zespołu kondensatorów 7 magazynujących energię elektryczną, połączonych elektrycznie z przewodem kontrolnym 6 oraz z układem elektromechanicznym 8, zaopatrzonym w element ruchomy 9 ze stykami pomiarowymi 10, usytuowanymi naprzeciw styków stałych 11 przewodu uziemiającego 4 i przewodu kontrolnego 6 połączonych elektrycznie z testowanymi elementami 12 głowicy piorunochronu 4, na przykład z jej cewką elektryczną, iskiernikiem i innymi jej elementami.

W innych przykładach wykonania nie pokazanych na rysunku zestaw urządzeń testujących zaopatrzony jest w kilka przewodów kontrolnych 6, układ elektromechaniczny 8 posiada silnik elektryczny lub cięgno mechaniczne i jest zasilany z zewnętrznego urządzenia poprzez dwa lub więcej przewodów kontrolnych 6, a gniazdo 3 złącza przewodów 5 i 6 zamontowane jest w maszcie lub na maszcie 13.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób przeprowadzania oceny parametrów elektrycznych instalacji odgromowych, zwłaszcza jej głowicy wykorzystujący energię elektryczną zmagazynowaną w kondensatorach oraz przewód kontrolny uziemiający, znamienny tym, że do głowicy piorunochronu (4) zaopatrzonej w przewód uziemiający (5) montuje się dodatkowo co najmniej jeden przewód kontrolny (6) sprzężony elektrycznie z urządzeniem testującym (1), po czym uaktywnia się układ testujący tego urządzenia poprzez podanie pomiędzy przewód kontrolny (6) i uziemiający (5) lub tylko pomiędzy przewody kontrolne (6) niskiego napięcia sterującego energią elektryczną magazynowaną w zespole kondensatorów (7) dostarczaną do styków stałych (11) tych przewodów połączonych także z testowanymi elementami (12) głowicy piorunochronu (4), a następnie uzyskaną informację o posiadanych parametrach elektrycznych tych elementów przekazuje się tymi przewodami do urządzenia testującego (1), zamontowanego bezpośrednio do głowicy piorunochronu (4) lub umieszczonego w dalszej odległości od tej głowicy i sprzężonego elektrycznie z jej przewodami (5 i 6).
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiaru parametrów techniczno-użytkowych głowicy piorunochronu (4) dokonuję się tylko, gdy urządzenie testujące (1) jest w stanie przewodzenia prądu elektrycznego.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że pomiaru parametrów techniczno-użytkowych głowicy piorunochronu (4) dokonuje się po sprzężeniu urządzenia testującego (1) z elementem mierzącym prąd w przewodzie uziemiającym (5) i na podstawie tej informacji dokonywana jest automatyczna ocena tych parametrów.
4. Zestaw urządzeń testujących do przeprowadzania oceny parametrów elektrycznych instalacji odgromowych zwłaszcza jej głowicy wyposażony w zestaw kondensatorów magazynujących energię elektryczną, przewód uziemiający i kabel kontrolny, znamienny tym, że składa się z urządzenia testującego (1) zaopatrzonego w sondę (2) oraz gniazda (3) zamontowanego w głowicy piorunochronu (4), zawierającego złącze z przewodem uziemiającym (5) instalację odgromową oraz z przewodem kontrolnym (6), przy czym urządzenie testujące (1) posiada zespół kondensatorów (7) magazynujących energię elektryczną, połączonych elektrycznie z przewodem kontrolnym (6) oraz z układem elektromechanicznym (8), zaopatrzonym w element ruchomy (9) ze stykami pomiarowymi (10), usytuowanymi

PL 201 126 B1 naprzeciw styków stałych (11) przewodów (5 i 6) połączonych elektrycznie z elementami testowanymi (12) głowicy piorunochronu (4).
5. Zestaw urządzeń według zastrz. 4, znamienny tym, że gniazdo (3) zamontowane jest na lub w maszcie (13) głowicy piorunochronu (4).
6. Zestaw urządzenia według zastrz. 4, znamienny tym, że do zespołu kondensatorów (7) dołączone są dwa lub więcej przewody kontrolne (6).
7. Zestaw urządzeń według zastrz. 4, znamienne tym, że w czasie testowania elementów głowicy piorunochronu (4) sonda (2) urządzenia testującego (1) umieszczona jest w gnieździe (3) złącza przewodów (5 i 6), a styki pomiarowe (10) tego urządzenia są unieruchomione w jego stykach stałych (11).
8. Zestaw urządzeń według zastrz. 4, znamienne tym, że układ elektromechaniczny (8) stanowi elektromagnes.
9. Zestaw urządzeń według zastrz. 4 albo 9, znamienny tym, że układ elektromechaniczny (8) stanowi silnik elektryczny.
10. Zestaw urządzeń według zastrz. 4, znamienny tym, że układ elektromechaniczny (8) w czasie testowania elementów (12) głowicy piorunochronu (4) jest zasilany z zewnątrz poprzez przewód kontrolny (6) i przewód uziemiający (5).
11. Zestaw urządzeń według zastrz. 4 albo 11, znamienny tym, że układ elektromechaniczny (8) w czasie testowania elementów głowicy piorunochronu (4) jest zasilany z zewnątrz poprzez dwa lub więcej przewodów kontrolnych (6).