Opublikowano dnia 30 pazdziernika 1962 r.KA .Urzedu Pcrtenlowego |fittl^l7JiBftaitHi|lrtwiL POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 46235 Dr Alojzy Spichalski Gdansk, Polska Dr Jerzy Sawicki Gdansk, Polska Mgr inz. Ludwik Referowski Gdansk, Polska KI. -81 e, 36/10- Kl. internat. G 01 r Sposób pomiaru skutecznosci zerowania i urzadzenie do stosowania tego sposobu Patent dodatkowy do patentu nr 45520 Patent trwa od dnia 15 maja 1962 r.Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru skutecznosci zerowania w urzadzeniach elek¬ trycznych niskiego napiecia, gdzie zerowanie chroni od porazen w przypadku zwarcia do¬ ziemnego czesci, znajdujacych sie pod napie¬ ciem, oraz urzadzenie do stosowania tego spo¬ sobu. Wynalazek jest ulepszeniem i dalszym rozwinieciem sposobu i urzadzenia wedlug .pa¬ tentu nr 45520 pjt. „Sposób pomiaru skutecz¬ nosci zerowania i urzadzenie do stosowania te¬ go sposobu".Okazalo sie bowiem^ ze opisane tam urzadze¬ nie opok szeregu zalet posiada wady.Pierwsza wada jest mozliwosc wy^pS&iia niebezpiecznego napiec,a dotyku w czasie wy¬ konywania pomiaru. Prad pomiarowy, rzedu kilku amperów, wymaga zastosowania stosunko¬ wo malej opornosci obciazenia, rzedu 50 omów.Przy opornosci przewodu zerowego wiekszej od 20 omów, jego potencjal wzgledem ziemi moze w czasie pomiaru przekroczyc dopuszczalna wartosc 65 V. Napiecie takie wystapi równiez na obudowie wszystkich odbiorników, znajduja¬ cych sie w zasiegu uszkodzenia przewodu ze¬ rowego.Druga wada jest wystepowanie skladowej stalopradowej w pierwotnym uzwojeniu trans¬ formatora. Zródlem tej skladowej jest dioda obciazenia pomiarowego. Powstaje stad pewne dodatkowe znieksztalcenie napiecia po stronie wtórnej, wywolane nieliniowa charakterystyka magnesowania rdzenia transformattora. Znie¬ ksztalcenie to zmniejsza róznice amplitud na¬ piecia w obu polówkach okresu, wywolana spadkiem napiecia na opornosci zerowania od pradu obciazenia pomiarowego. Zjawisko takie przyczynia sie do zmniejszenia czulosci ukladu i moze powodowac dodatkowy 4ichyto pomiaru.Po trzecie zauwazono, ze stosowanie logome- fcru jako miernika, eliminuje wprawdzie wplyw waihan napiecia w sieci i zmian obciazenia ro¬ boczego, jednak jego czulosc jest niewystarcza¬ jaca dla pomiaru opornosci zerowania ponizej 0,1 oma przy kilku amperach pradu pomiaro¬ wego. Pozwala ftio na kontrole obwodów o pra¬ dzie zwarcia nieiprzek-raczajacym 2200 A.Po czwanifce — uklad wedlug patentu nr 45520 nie przewiduje elementu regulacyjnego, który pozwolilby ustawic wskazówke miernika na poczatku podzialki przed dokonaniem pomiaru.Jest to niezbedne przy badaniu obwodów, w któ¬ rych obciazeniem roboczym sa prostowniki.Prad, pobierany przez nie, posiada .skladowa stala, która wywoluje podobna nierównosc am¬ plitud pólokresów napiecia, jak obciazenie po¬ miarowe. Przed wlaczeniem obciazenia pomia¬ rowego nalezy oczywiscie miernik doprowadzic do wskazania zerowego, gdyz w przeciwnym przypadku powstanie znaczny dodatkowy uchyb pomiaru.Celem niniejszego wynalazku jest eliminacja wymienionych wad ukladu wedlug patentu nr 45520. Pierwszym ulepszeniem jest wprowadze¬ nie wskaznika neonowego, który sygnalizuje niebezpieczenstwo wystapienia groznego napiecia dotyku w czasie wykonywania wlasciwego po¬ miaru. Drugie ulepszenie polega na zastapieniu transformatora regulowanym dzielnikiem na¬ piecia, dzieki czemu zwieksza sie czulosc i do- .kladniosc pomiaru. Trzecie ulepszenie stanowi zastosowanie oporników, rozladowujacych kon¬ densatory, co równiez wyraznie powieksza czu¬ losc ukladu pomiarowego. Czwartym ulepsze¬ niem jest zastosowanie miikroamperomierza z posobnikiem, jako przyrzadu wskazujacego, co daje wybitne zwiekszenie czulosci w porówna¬ niu z logometrem.Urzadzenie do pomiaru skutecznosci zerowa¬ nia w urzadzeniach elektrycznych niskiego na¬ piecia wedlug wynalazku jest uwidocznione na rysunku, na którym przedstawiono schemtycz- nie jego uklad polaczen.Sklada sie ono z sygnalizatora, z wlasciwego ukladu pomiarowego i z zespolu wskazujacego.Sygnalizator, znajdufacy sie przy zaciskach wejsciówycih, stanowi szeregowy uklad oporni¬ ków ri i r2 oraz wylacznika W1 ze wskaznikiem neonowym N, bocznikujacym opornik r2 i wy¬ lacznik Wi.Wlasciwy uklad pomiarowy sklada sie z ga¬ lezi obciazenia pomiarowego, Wtóra stanowi sze¬ regowe polaczenie diody mocy D i regulowa¬ nego opornika r0 wraz z wylacznikami W0i, WQ2 i ewentualnie dalszymi, zaleznie od ilosci zakresów pomiaru. Czlon ten obejmuje tez ga¬ laz podzialu napiecia, która tworzy regulowa¬ ny dzielnik napiecia DN, dwa prostowniki Plf P2 oraz kondensatory Ci, C2, zfoocznikowane opornikami rozladowujacymi Rx i R2. Równo¬ legle zespoly Ci i Rx oraz C2 i R2 sa polaczone ze soba szeregowo, przy czym ich punkt wspól¬ ny jest przylaczony do suwaka dzielnika napie¬ cia DN. Górny koniec dzielnika DN jest pola¬ czony z zespolem CL Rx przez prostownik Pu przepuszczajacy prad od dzielnika do konden¬ satora. Dolny koniec dzielnika laczy sie z dru- ka koncówka zespolu C2 R2 przez prostownik P2, przepuszczajacy prad od dzielnika do kondensa¬ tora. Zespól wskazujacy tworzy szeregowe po¬ laczenie czulego mikroamperomierza fiA z po¬ sobnikiem Rp i wylacznikiem WA. Zespól sygna¬ lizatora i zespól podzialu napiecia sa polaczo¬ ne równolegle, zas zespól wskazujacy jest przy¬ laczony do punktów wezlowych miedzy pros¬ townikiem Pi a kondensatorem Cx oraz do wez¬ la miedzy prostownikiem P2 i kondensatorem C2.Z chwila przylaczenia aparatu do obiektu ba¬ danego, neonówka N zapala sie, o ile nie ma przerwy w obwodzie. Fakt ten nie mówi jed¬ nak nic o opornosci tego obwodu, gdyz zgas¬ niecie neonówki nastepuje dopiero przy wla¬ czeniu w szereg z nia opornosci ponad 50 kilo¬ omów. W toku pomiaru z kolei zamyka sie wylacznik Wi. Nieprzerywane swiecenie wskaz¬ nika neonowego N, w obecnym polaczeniu, wy¬ stepuje tylko wówczas, gdy opornosc obwodu zerowania jest mniejsza od odpowiednio do¬ branej wartosci granicznej. Dzialanie tego urzadzenia opiera sie na nastepujacej zasadzie.Podobnie, jak w patencie nr 45520 na wyna¬ lazek pt. „Sposób pomiaru skutecznosci zero¬ wania i urzadzenie do stosowania tego sposo¬ bu", sposób wedlug niniejszego wynalazku po- — 2 —lega na obciazaniu ukladu badanego co drugi pólokres obciazeniem pomiarowym.Istota sposobu wedlug wynalazku jest prze¬ prowadzanie wlasciwego pomiaru przez bada¬ jacego, po zasygnalizowaniu przez wskaznik neonowy urzadzenia braku zagrozenia napieciem dotyku w czasie pomiaru wlasciwego. Sygnali¬ zacja ta dziala niezawodnie, zarówno przy otwartym, jak i przy zamknietym glównym wylaczniku urzadzenia. Po zamknieciu wylacz¬ nika Wi napiecie fazowe sieci badanej wywolu¬ je przeplyw pradu przez opornosc zerwania oraz oporniki i\ i r2, wlaczone szeregowo z nia.W przypadku, gdy opornosc zerwania jest wiek¬ sza od zalozonej wartosci granicznej, (natezenie pradu w tym obwodzie jest na tyle male, ze spadek napiecia na oporniku r2 nie wystarcza dla swiecenia wskaznika neonowego N. Wspom¬ niana wartosc graniczna opornosci zezowania Rg dobiera sie miarowego Ii zakresu najwiekszych opornosci nie powodowalo .powstawania niebezpiecznego napiecia dotyku, tj. wedlug znanego wzoru Rg = 65 : Ii. Ewentualne dotkniecie przewodu zerowego o bardzo duzej opornosci, przy zam¬ knietym wylaczniku Wu a bez obciazenia po¬ miarowego, jest równiez niegrozne. Dzieki bar¬ dzo malemu pradowi pomiarowemu pierwszego zakresu, suma opornosci n + r2 przekracza 9000 omów. Prad plynacy przez dotykajacego, w omawianym przypadku, nie moze zatem prze¬ kroczyc 25 /*A. Dzielnik napiecia DN pozwala na latwa regulacje napiec na kondensatorach Ci i C2. Wskazanie miernika sprowadza sie do zera, w celu eliminacji wplywu obciazen ro¬ boczych prostownikowych, przy pomocy suwaka dzielnika napiecia DN. Nieoczekiwanie okazalo sie, ze zastosowanie oporników Ki i R2 roz¬ ladowujacych kondensatory Ci i C2, zwieksza czulosc ukladu. Gdyby bowiem opornosci izo¬ lacji tych kondensatorów oraz opornosci zapo¬ rowe prostowników Pi i P2 byly nieskonczenie wielkie, to po zalaczeniu miernika kondensato¬ ry Ci i C2 stopniowo naladowalyby sie do na¬ piecia równego polowie amplitudy, w czasie zapierania diody D i róznica ich napiec stalaby sie równa zeru, wobec czego znikloby odchyle¬ nie miernika. Wartosci oporników Ri i R2 dobie¬ ra sie doswiadczadnie. Przez wlasciwy dobór czulego miernika juA i posobnika Rp mozliwe jest osiagniecie duzego odchylenia wskazówki przy malej róznicy amplitud napiecia w obu polówkach okresu. Pozwala to na dosyc do¬ kladny pomiar opornosci obwodu zerowania, odpowiadajacych pradowi zwarcia nawet powy¬ zej 10.000 A, przy pradzie pomiarowym rzedu kilku amperów. Tak wielka czulosc nie jest osiagalna w zadnej ze znanych dotychczas me¬ tod pomiaru skutecznosci zerowania. Jest ona jednak niezbedna dla badania pradów zwar¬ ciowych w duzych rozdzielniach oddzialowych.Aparat wedlug wynalazku mozna równiez la¬ two przystosowac do pomiaru opornosci uzie¬ mien oraz napiecia dotyku konwencjonalnymi metodami. PL