RU2736073C1 - Device for earthing resistance measurement - Google Patents

Device for earthing resistance measurement Download PDF

Info

Publication number
RU2736073C1
RU2736073C1 RU2020110420A RU2020110420A RU2736073C1 RU 2736073 C1 RU2736073 C1 RU 2736073C1 RU 2020110420 A RU2020110420 A RU 2020110420A RU 2020110420 A RU2020110420 A RU 2020110420A RU 2736073 C1 RU2736073 C1 RU 2736073C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
input
output
grounding
galvanic isolation
Prior art date
Application number
RU2020110420A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Михайлович Костроминов
Алексей Александрович Костроминов
Роман Олегович Ложкин
Сергей Леонидович Шишигин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I"
Priority to RU2020110420A priority Critical patent/RU2736073C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2736073C1 publication Critical patent/RU2736073C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/20—Measuring earth resistance; Measuring contact resistance, e.g. of earth connections, e.g. plates

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

FIELD: electrical equipment.
SUBSTANCE: invention is related to electric engineering, namely to grounding circuit condition monitoring devices. Summary: device for measuring earthing resistance includes earthing bus connected to earthing device of electric installation, remote electrode, measurement unit, galvanic isolation unit for current sensor, galvanic isolation unit for voltage sensor. Input of the galvanic isolation unit for the current sensor is connected to the grounding bus, and the output is connected to the first input of the measurement unit. First input of the galvanic decoupling unit for the voltage sensor is connected to the grounding bus, the second input is connected to the remote electrode and the output is connected to the second input of the measurement unit. Output of measurement unit is connected to input of information output unit through serial connection of conversion unit and comparator unit.
EFFECT: technical result: increased reliability.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам контроля состояния цепи заземления.The invention relates to electrical engineering, namely to devices for monitoring the state of the ground circuit.

Известно устройство для измерения сопротивления заземления карьерных электроустановок, содержащее источник питания, выпрямительные устройства, удаленный электрод, который служит для подсоединения к заземляющему устройству оборудования потребителя, блок измерения и измерительный прибор, вход которого подсоединен к выходу блока измерения (RU, №20175, G01R 27/20, 20.10.2001). В этом устройстве в качестве источника питания используется перестраиваемый генератор измерительного тока частотой 90-170 Гц и напряжением до 500 В, а также выпрямительные устройства и стабилизаторы напряжения. Блок измерения выполнен из усилителя, синхронного детектора и интегратора. Измерительный прибор выполнен из переменного резистора и индикатора. Используются два удаленных электрода - потенциальный и токовый.A device for measuring the grounding resistance of open-pit electrical installations is known, which contains a power source, rectifiers, a remote electrode that serves to connect to the grounding device of consumer equipment, a measuring unit and a measuring device, the input of which is connected to the output of the measuring unit (RU, No. 20175, G01R 27 / 20, 20.10.2001). This device uses a tunable measuring current generator with a frequency of 90-170 Hz and a voltage of up to 500 V as a power source, as well as rectifiers and voltage stabilizers. The measuring unit is made of an amplifier, a synchronous detector and an integrator. The measuring device is made of a variable resistor and indicator. Two remote electrodes are used - potential and current.

Ограничениями известного устройства являются недостаточно высокая скорость измерений из-за необходимости проведения измерений дважды с переменой на клеммах проводов потенциального и токового электродов с повторной регулировкой измерительного прибора; необходимость встраивания в заземляющее устройство потребителя щереключателя проводов потенциального и токового электродов и резистора, что снижает надежность и точность проведения измерений.The limitations of the known device are insufficiently high measurement speed due to the need to carry out measurements twice with a change at the terminals of the wires of the potential and current electrodes with repeated adjustment of the measuring device; the need to build into the consumer's grounding device a switch for wires of potential and current electrodes and a resistor, which reduces the reliability and accuracy of measurements.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является устройство для измерения сопротивления заземления (RU, №140217, G01R 27/00, 10.05.2014). В качестве источника цитания для данного устройства использованы фазовая и нулевая шины сети. Фазовая и нулевая шины подсоединены к блоку формирования тестового тока, при этом шина заземления, подсоединенная к заземляющему устройству электроустановки, также подсоединена к уходам выпрямительных устройств посредством их быстроразъемных соединителей. Блок измерения выполнен из канала измерения Напряжения, канала измерения тока и делителя. Выходы выпрямительных устройств соответственно по отдельности подсоединены к входу канала измерения напряжения и к входу канала измерения тока блока измерения. Удаленный электрод соединен с опорным вводом выпрямительного устройства, подсоединенного к входу канала измерения напряжения. Выход канала измерения напряжения подсоединен к первому входу делителя, выход канала измерения тока подсоединен ко второму входу делителя, выход которого служит выходом блока измерения. Управляющий выход блока управления соответственно подсоединен к управляющим входам блока формирования тестового тока, блока измерения и измерительного прибора.The closest technical solution to the claimed invention is a device for measuring grounding resistance (RU, No. 140217, G01R 27/00, 05/10/2014). As a source of citation for this device, the phase and zero buses of the network are used. The phase and zero buses are connected to the test current generating unit, while the ground bus connected to the grounding device of the electrical installation is also connected to the outlets of the rectifier devices through their quick connectors. The measurement unit is made of a Voltage measurement channel, a current measurement channel and a divider. The outputs of the rectifiers are respectively separately connected to the input of the voltage measurement channel and to the input of the current measurement channel of the measurement unit. The remote electrode is connected to the reference input of the rectifier connected to the input of the voltage measurement channel. The output of the voltage measurement channel is connected to the first input of the divider, the output of the current measurement channel is connected to the second input of the divider, the output of which serves as the output of the measurement unit. The control output of the control unit is respectively connected to the control inputs of the test current generating unit, the measuring unit and the measuring device.

Недостатком данного устройства является низкая надежность. При стекании токов молний через заземлитель устройство попадает под высокое напряжение, что может привести к его выходу из строя.The disadvantage of this device is its low reliability. When lightning currents flow through the earthing switch, the device gets under high voltage, which can lead to its failure.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение - повышение надежности.The problem to be solved by the claimed invention is to improve reliability.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения сопротивления заземления, содержащее шину заземления, подключенную к заземляющему устройству электроустановки, удаленный электрод, блок измерения, дополнительно содержит блок гальванической развязки для датчика тока, вход которого подключен к шине заземления, а выход - к первому входу блока измерения, блок гальванической развязки для датчика напряжения, первый вход которого подключен к шине заземления, второй вход подключен к удаленному электроду, а выход - к второму входу блока измерения, выход которого подключен к входу блока вывода информации через последовательное соединение блока преобразования и блока сравнения.The technical result is achieved by the fact that a device for measuring ground resistance, comprising a ground bus connected to the grounding device of an electrical installation, a remote electrode, a measuring unit, further comprises a galvanic isolation unit for a current sensor, the input of which is connected to the ground bus, and the output to the first input a measurement unit, a galvanic isolation unit for a voltage sensor, the first input of which is connected to the ground bus, the second input is connected to the remote electrode, and the output to the second input of the measurement unit, the output of which is connected to the input of the information output unit through a serial connection of the conversion unit and the comparison unit ...

Сущность устройства поясняется чертежом, на котором изображена функциональная схема устройства для измерения сопротивления заземления.The essence of the device is illustrated by a drawing, which shows a functional diagram of a device for measuring ground resistance.

Устройство для измерения сопротивления заземления содержит шину Заземления 1, подключенную к заземляющему устройству электроустановки 2, блок гальванической развязки для датчика тока 3, вход которого подключен к шине заземления 1, а выход - к первому входу блока измерения 6, блок гальванической развязки для датчика напряжения 4, первый вход которого подключен к шине заземления 1, второй вход подключен к удаленному электроду 5, а выход - к второму входу блока измерения 6. Блок измерения 6 выполнен в виде датчика тока 7, входом которого служит первый вход блока измерений 6, датчика напряжения 8, входом которого служит второй вход блока измерений 6, и делителя 9, входом которого служат выходы датчика тока 7 и датчика напряжения 8. Выход делителя 9 служит выходом блока измерения 6, который подключен к входу блока вывода информации 12 через последовательное соединение блока Преобразования 10 и блока сравнения 11.The device for measuring the grounding resistance contains the Grounding bus 1, connected to the grounding device of the electrical installation 2, a galvanic isolation unit for the current sensor 3, the input of which is connected to the grounding bus 1, and the output to the first input of the measuring unit 6, a galvanic isolation unit for the voltage sensor 4 , the first input of which is connected to the grounding bus 1, the second input is connected to the remote electrode 5, and the output to the second input of the measuring unit 6. The measuring unit 6 is made in the form of a current sensor 7, the input of which is the first input of the measuring unit 6, voltage sensor 8 , the input of which is the second input of the measurement unit 6, and the divider 9, the input of which are the outputs of the current sensor 7 and the voltage sensor 8. The output of the divider 9 serves as the output of the measurement unit 6, which is connected to the input of the information output unit 12 through a serial connection of the Conversion unit 10 and comparison unit 11.

Устройство автоматического измерения сопротивления заземления работает следующим образом.The device for automatic measurement of grounding resistance works as follows.

Источником энергии для измерений служат непреднамеренные электромагнитные процессы, к которым можно отнести молниевые разряды и переходные процессы в результате переключений на высоковольтных линиях электропередачи. При таких процессах заземляющее устройство электроустановки 2 может попадать под высокое напряжение, а ток, протекающий по нему и шине заземления 1, достигать значения в десятки килоампер, что, в свою очередь, губительно для оборудования и приводит к его выходу из строя. Для обеспечения нормальной работы измерительных средств устройство содержит блоки гальванической развязки для датчика тока 3 и датчика напряжения 4, входы которых подключаются к шине заземления 1.The energy source for measurements is unintentional electromagnetic processes, which include lightning discharges and transients as a result of switching on high-voltage power lines. In such processes, the grounding device of the electrical installation 2 can come under high voltage, and the current flowing through it and the ground bus 1 can reach tens of kiloamperes, which, in turn, is detrimental to the equipment and leads to its failure. To ensure the normal operation of the measuring instruments, the device contains galvanic isolation blocks for the current sensor 3 and the voltage sensor 4, the inputs of which are connected to the ground bus 1.

] Измерение тока, протекающего по заземляющему устройству электроустановки, осуществляется при помощи датчика тока 7. Техническая реализация блока гальванической развязки для датчика тока 3 и самого датчика тока 7 возможна при использовании трансформатора тока электронного оптического с гибким чувствительным элементом (ТТЭО-Г) копаний «Профотек». ТТЭО-Г оснащен АЦП, таким образом, измеренная величина тока в виде двоичной последовательности попадает на первый вход делителя 9.] Measurement of the current flowing through the grounding device of the electrical installation is carried out using the current sensor 7. The technical implementation of the galvanic isolation unit for the current sensor 3 and the current sensor 7 itself is possible when using an electronic optical current transformer with a flexible sensitive element (TTEO-G) of the Profotek ". The TTEO-G is equipped with an ADC, thus the measured current value in the form of a binary sequence enters the first input of the divider 9.

Измерение напряжения, под которое попадает заземляющее устройство электроустановки, осуществляется при помощи датчика напряжения 8. Техническая реализация блока гальванической развязки для датчика напряжения 4 и самого датчика напряжения 8 возможна при использовании делителя напряжения емкостного электронного (ДНЕЭ) компании «Профотек». ДНЕЭ оснащен АЦП, таким образом, измеренная величина напряжения в виде двоичной последовательности попадает на второй вход делителя 9.Measurement of the voltage under which the grounding device of the electrical installation falls is carried out using voltage sensor 8. Technical implementation of the galvanic isolation unit for voltage sensor 4 and the voltage sensor 8 itself is possible using a capacitive electronic voltage divider (DNEE) by Profotek. DNEE is equipped with an ADC, thus, the measured voltage value in the form of a binary sequence enters the second input of the divider 9.

Так как поступающая информация в делитель 9 является цифровой, его реализация возможна на базе микропроцессорной техники. Полученное в делителе 9 отношение мгновенного напряжения и тока является мгновенным сопротивлением заземления. Нормируемым параметром является стационарное сопротивление заземления (сопротивление на промышленной частоте). Поэтому необходимо внести поправки, учитывающие частотные свойства грунта, для определения стационарного сопротивления. Для этого информация из делителя 9 попадает на вход блока преобразования 10, который также можно реализовать с использованием микропроцессоров. В блоке преобразования 10 происходит перерасчет мгновенного значения сопротивления заземления в стационарное.Since the incoming information to the divider 9 is digital, its implementation is possible on the basis of microprocessor technology. The ratio of the instantaneous voltage and current obtained in the divider 9 is the instantaneous ground resistance. The standardized parameter is the stationary grounding resistance (resistance at power frequency). Therefore, it is necessary to make corrections, taking into account the frequency properties of the soil, to determine the stationary resistance. To do this, information from the divider 9 goes to the input of the conversion unit 10, which can also be implemented using microprocessors. In the conversion unit 10, the instantaneous value of the grounding resistance is recalculated into the stationary one.

После определения стационарного сопротивления заземления Информация с выхода блока преобразования 10 поступает в блок сравнения 11, где происходит соотнесение полученного значения с нормативным значением сопротивления заземления для обеспечения возможности вывода информации в виде соответствия / несоответствия сопротивления заземления Нормативному значению. Техническая реализация блока сравнения 11 возможна при помощи микропроцессорной техники. Информация о состоянии заземляющего устройства из блока сравнения 11 поступает по каналам связи на вход блока вывода информации 12, где происходит накопление статистических данных и отображение результатов измерения. Блок вывода информации 12 может быть представлен в виде компьютера со специализированным программным обеспечением.After determining the stationary grounding resistance, the information from the output of the conversion unit 10 enters the comparison unit 11, where the obtained value is correlated with the standard value of the grounding resistance to ensure the possibility of displaying information in the form of compliance / non-compliance of the grounding resistance with the standard value. The technical implementation of the comparison unit 11 is possible using microprocessor technology. Information about the state of the grounding device from the comparison unit 11 is fed via communication channels to the input of the information output unit 12, where statistical data are accumulated and the measurement results are displayed. The information output unit 12 can be represented as a computer with specialized software.

По сравнению с прототипом данное устройство для измерения сопротивления заземления обладает повышенной надежностью за счет использования блоков гальванической развязки для датчика тока и датчика напряжения.Compared to the prototype, this device for measuring grounding resistance has increased reliability due to the use of galvanic isolation blocks for the current sensor and voltage sensor.

Claims (1)

Устройство для измерения сопротивления заземления, содержащее шину заземления, подключенную к заземляющему устройству электроустановки, удаленный электрод, блок измерения, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок гальванической развязки для датчика тока, вход которого подключен к шине заземления, а выход - к первому входу блока измерения, блок гальванической развязки для датчика напряжения, первый вход которого подключен к шине заземления, второй вход подключен к удаленному электроду, а выход - к второму входу блока измерения, выход которого подключен к входу блока вывода информации через последовательное соединение блока преобразования и блока сравнения.A device for measuring ground resistance, containing a ground bus connected to the grounding device of an electrical installation, a remote electrode, a measurement unit, characterized in that it additionally contains a galvanic isolation unit for a current sensor, the input of which is connected to the ground bus, and the output to the first input of the measurement unit , a galvanic isolation unit for a voltage sensor, the first input of which is connected to the ground bus, the second input is connected to the remote electrode, and the output to the second input of the measurement unit, the output of which is connected to the input of the information output unit through a serial connection of the conversion unit and the comparison unit.
RU2020110420A 2020-03-11 2020-03-11 Device for earthing resistance measurement RU2736073C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020110420A RU2736073C1 (en) 2020-03-11 2020-03-11 Device for earthing resistance measurement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020110420A RU2736073C1 (en) 2020-03-11 2020-03-11 Device for earthing resistance measurement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2736073C1 true RU2736073C1 (en) 2020-11-11

Family

ID=73460702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020110420A RU2736073C1 (en) 2020-03-11 2020-03-11 Device for earthing resistance measurement

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2736073C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU6489A1 (en) * 1926-09-13 1928-09-29 Заводы Сименс-Шуккерт, Об-во с огр. отв. Device for measuring ground resistance
SU431466A1 (en) * 1971-01-18 1974-06-05
RU140217U1 (en) * 2013-12-24 2014-05-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма Московского института энергобезопасности и энергосбережения "Приборы Мосгосэнергонадзора" DEVICE FOR MEASURING EARTH RESISTANCE
CN104950183A (en) * 2015-07-21 2015-09-30 厦门一联高科信息技术有限公司 Non-contact grounding line resistance detector
CN105467220A (en) * 2015-11-20 2016-04-06 国网山东省电力公司电力科学研究院 Portable grounding resistance tester
CN106707030A (en) * 2016-11-11 2017-05-24 高政 Method and device for measuring grounding impedance and power loss of distribution transformer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU6489A1 (en) * 1926-09-13 1928-09-29 Заводы Сименс-Шуккерт, Об-во с огр. отв. Device for measuring ground resistance
SU431466A1 (en) * 1971-01-18 1974-06-05
RU140217U1 (en) * 2013-12-24 2014-05-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма Московского института энергобезопасности и энергосбережения "Приборы Мосгосэнергонадзора" DEVICE FOR MEASURING EARTH RESISTANCE
CN104950183A (en) * 2015-07-21 2015-09-30 厦门一联高科信息技术有限公司 Non-contact grounding line resistance detector
CN105467220A (en) * 2015-11-20 2016-04-06 国网山东省电力公司电力科学研究院 Portable grounding resistance tester
CN106707030A (en) * 2016-11-11 2017-05-24 高政 Method and device for measuring grounding impedance and power loss of distribution transformer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN210071942U (en) Online grounding network and online grounding resistance monitoring device
US9910079B2 (en) Grounding resistance measurement apparatus and method of operating the same
CN110869775B (en) Non-contact voltage converter
US6998832B1 (en) High-voltage indicating apparatus and method
US10684315B2 (en) System for indicating the presence of voltage in a high-voltage network
CN109031075A (en) A kind of multi-thread core insulation automatic tester and system
US8952825B2 (en) Monitoring device for an ungrounded power network of a photovoltaic system
US20200088772A1 (en) Systems and methods to measure primary voltage using capacitive coupled test point and grounded sensor circuit
RU2686447C1 (en) Switching device, test device and method for operation of switching device for measuring device for transformer
RU2736073C1 (en) Device for earthing resistance measurement
CN113608013A (en) Non-contact electricity utilization detection device and detection method thereof
JP2010256264A (en) Earth resistance measuring method
RU140217U1 (en) DEVICE FOR MEASURING EARTH RESISTANCE
CN105403808B (en) A kind of localization method and device of DC line earth fault
JP2017194465A (en) Monitoring device
CN115932385A (en) Residual current monitoring method and system and single-phase intelligent electric energy meter
CN108548983A (en) A kind of test method of capacitance current, apparatus and system
CN108548982A (en) A kind of test method of capacitance current, apparatus and system
JP2018096804A (en) Insulation resistance measurement method of dc power supply circuit
US20150253371A1 (en) Electromagnetic radiation detecting system and method
DE1010161B (en) Device for the optional implementation of continuity and insulation measurements on electrical lines and devices
KR101696221B1 (en) Distribution system, switch therein and method for detecting distribution line voltage
KR20160029441A (en) Diagnosis equipment to determine lifetime of high voltage cables in operation
US8907679B2 (en) Meter apparatus having three-phase judgment function
RU2526221C2 (en) Device to measure and monitor resistance of insulation in ac networks with resistive neutral under working voltage