UA136575U - Пристрій для діагностики стану заземлювального пристрою енергооб'єктів - Google Patents

Abstract

Пристрій для діагностики стану заземлювального пристрою енергооб'єктів містить генератор синусоїдального струму з блоком живлення та блоком підсилювача потужності, вимірювач напруги з вхідними каскадами та перемикачем напруги, індикатор напруженості магнітного поля, датчик магнітного поля, електроди. У генераторі синусоїдального струму блок живлення виконано імпульсним, блок підсилювача потужності виконано класу D, у вимірювач напруги додатково введені три вхідних каскади, а перемикач напруги виконано чотирипозиційним.

Description

Корисна модель належить до апаратури електромагнітних випробувань і контролю та може бути використана для діагностики якості заземлювальних пристроїв (ЗП) енергооб'єктів: високовольтних підстанцій, атомних станцій, гідроелектростанцій, а також об'єктів зв'язку, промислових та офісних будівель без розкривання грунту.

Згідно з сформульованими в ПУЕ (Правила улаштування електроустановок) та в СОУЗ1.2.- 21677681-19; 2009 (Типова інструкція "Випробування та контроль пристроїв заземлення електроустановок"| сучасними вимогами до безпеки діагностика ЗП має виявити: реальне розташування ЗП та глибину залягання горизонтальних заземлювачів; наявність та стан зв'язків електроустановок з ЗП; шляхи розтікання струмів короткого замикання (КЗ) або удару блискавки по металоконструкціях; величину напруги дотику аварійних струмів в потенційно небезпечних місцях на території електроустановки; величину питомого опору грунту; величину опору ЗП електроустановки.

Відомі пристрої для діагностики стану заземлювального обладнання, наприклад, трасопошуковий комплекс "Сталкер 15-14", (РАПМ.464334.001 ПС, АО "НПФ "Радио-Сервис"

Россия, Ижевск), що містить генератор та приймач ммли.гадіо-5егміве.ги.

Цей пристрій дозволяє виявити трасу розташування ЗП та глибину її залягання по наявності магнітних полів, джерелом яких є змінний струм та напруга, що створює генератор.

Описаний пристрій дозволяє частково контролювати параметри стану ЗП, але до його недоліків слід віднести неможливість визначення напруги дотику, опору ЗП, питомого опору грунту, а також неможливість виявлення шляхів розтікання струмів КЗ.

Відомий пристрій С.А 6470М (СНАОМІМ АВМОИХ Рагів, Егапсе, м/мли.спайміпагттоих.сот), він містить генератор, вимірювач напруги та обчислювальний модуль.

Пристрій дозволяє оцінювати діючі заземлювальні пристрої: визначати опір ЗУ, опір грунту, перевіряти зв'язок заземленого устаткування з ЗУ. Недоліки цього приладу полягають у функціональній вузькості, оскільки його використання не дозволяє виявити трасу залягання елементів ЗУ, визначити напругу дотику аварійних струмів в потенційно небезпечних місцях на

Зо устаткуванні та шляхи розтікання цих струмів.

Найбільш близьким до корисної моделі є комплекс вимірювальний "КД3-ТУ" ТУ-УЗ33.2- 14102968-002-2003 (КД3.3.000.000 РОЗ, ТОВ "ДІПЛАСТ", м. Харків, Україна), який внесено в

Реєстр вимірювальної техніки, дозволеної до використання в Україні. Діагностика стану ЗП без розкривання грунту при використанні "КД3-1У" відбувається згідно з СОУЗ1.2.-21677681-19; 2009. Комплекс включає генератор синусоїдального струму з блоком живлення та блоком підсилювача потужності, вимірювач напруги з вхідними каскадами та перемикачем напруги, індикатор напруженості магнітного поля, датчик магнітного поля, електроди. Блок живлення виконаний з використанням мережного трансформатора.

Вимірювач напруги та індикатор напруженості магнітного поля ИМПН об'єднані в реєстратор. Також при вимірюванні використовуються струмовий та потенційний електроди див. Коліушко, А. В. Плічко, 0. Г. Понуждаєва // Використання вимірювального комплексу "КДЗ3- 1У" для оцінки адекватності математичної моделі заземлювального пристрою енергооб'єкту //

Вісник НТУ "ХПІ". Серія: Техніка та електрофізика високих напруг. - Х.: НТУ "ХПІ"; 2018. - Мо 14-

С 34-39).

Пристрій дозволяє виявити реальне розташування горизонтальних заземлювачів ЗП та глибину їх залягання, наявність зв'язків електроустановок з ЗП, шляхи розтікання аварійних струмів, величину напруги дотику аварійних струмів в потенційно небезпечних місцях на території електроустановки, величину питомого опору грунту та величину опору ЗП електроустановки, але його недоліками є великі габарити та маса, неточність вимірювань нормованих параметрів та великі енергозатрати.

В основу корисної моделі поставлено задачу створення удосконаленого пристрою для діагностики стану заземлювального пристрою енергооб'єктів з більш високою точністю вимірювань нормованих параметрів, зі зменшеними масогабаритними показниками та енергозатратами.

Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для діагностики стану заземлювального пристрою енергооб'єктів, який містить генератор синусоїдального струму з блоком живлення та блоком підсилювача потужності, вимірювач напруги з вхідними каскадами та перемикачем напруги, індикатор напруженості магнітного поля, датчик магнітного поля, електроди, згідно з корисною моделлю у генераторі синусоїдального струму блок живлення виконано імпульсним,

блок підсилювача потужності виконано класу 0, у вимірювач напруги додатково введені три вхідних каскади, а перемикач напруги виконано чотирипозиційним.

Виконання блока живлення імпульсним дозволило зменшити його масогабаритні параметри та значно підвищити його КПД.

Виконання блока підсилювача потужності класу О дозволила довести його КПД до 95 95. При цьому зменшилося нагрівання радіатора, його площа скоротилась в 4 рази, та з'явилась можливість відмовитись від вентилятора, що охолоджував цей блок. Це дозволило розмістити блоки генератора в корпус з меншими габаритами, зменшити енергозатрати та посилити вихідну потужність генератора синусоїдальних струмів.

Введення трьох додаткових вхідних каскадів у вимірювач напруги та виконання перемикача напруги чотирипозиційним дозволяє пристрою для діагностики стану заземлювального пристрою енергооб'єктів збільшити діапазон вимірюваного діючого значення змінної напруги, значно зменшує границю допустимого значення відносної похибки вимірювань нормованих параметрів.

Таким чином, запропонований пристрій забезпечує більш високі метрологічні характеристики, має збільшену вихідну потужність при зменшеному енергоспоживанні.

Крім цього, слід зазначити покращання експлуатаційних параметрів, а саме, зменшення ваги та габаритів.

Заявнику невідомі приклади виконання пристроїв, щоб при використанні у генераторі імпульсного блока живлення та блока посилювача потужності класу 0, а у вимірювачі напруги додаткових каскадів, сінергійний ефект мав значний вплив на покращання метрологічних та експлуатаційних характеристик.

Приклад виконання корисної моделі ілюструється кресленням, на якому представлена функціональна схема пристрою.

Пристрій для діагностики стану заземлювальних пристроїв енергооб'єктів містить генератор синусоїдального струму 1, датчик 2 магнітного поля, вимірювач З напруги, індикатор 4 напруженості магнітного поля, потенційний електрод 5, струмовий електрод 6. Пристрій підключений до ЗП 7 та одиниці обладнання 8.

Робота пристрою описана на прикладі його конкретного виконання:

Зо Для виявлення існуючого розташування заземлювачів ЗП 7 генератор 1 синусоїдальних струмів, що генерує змінні струм та напругу заданої частоти, підключають до двох віддалених точок ЗП 7 (наприклад, одна точка - трансформатор, інша - заземлювальний спуск обладнання 8). Струм, що розтікається по елементах ЗП 7, є джерелом магнітного поля, наявність якого фіксують за допомогою індикатора 4 напруженості магнітного поля та датчика 2 магнітного поля. Виявлення елементів ЗП в грунті виконують таким чином: при русі від однієї точки приєднання ЗП 7 до другої при розташуванні датчика 2 на відстані 5-15 см від землі знаходять напрямок на поверхні землі, що відповідає максимальному значенню показань індикатора 4.

Поступово переходять від одного вузла ЗП 7 до іншого, встановлюючи трасу прокладання заземлювачів. Розгалуження заземлювачів або зміна глибини їх залягання може діагностуватись при зміні максимуму показань індикатора 4.

При вимірюванні опору ЗП 7 створюється коло струму, що проходить крізь ЗП 7. Для цього на деякій відстані від нього забивають струмовий електрод б та потенційний електрод 5.

Генератор 1 підключають одним кінцем до одиниці обладнання 8, іншим - до струмового електрода 6. Вимірювач З напруги підключають одним кінцем до вибраної одиниці обладнання 8, а іншим - до потенційного електрода 5 та фіксують показання вимірювача 3. Після цього за допомогою вимірювача З фіксують падіння напруги на опорі шунта, що вмонтований в генератор та має виводи підключення на панелі управління генератора 1. Опір шунта - величина стала. Величину струму на шунті розраховують. Потенційний електрод 5 пересувають, фіксуючи падіння напруги, до тих пір, доки не отримають стаціонарне значення величин. Це значення ділять на значення струму, що протікає крізь ЗП, отримують значення опору ЗП та порівнюють з нормованими параметрами.

Шляхи розтікання аварійних струмів при ударі блискавки та КЗ визначають так: генератор 1 підключають до корпусу обладнання 8, за допомогою індикатора З магнітного поля фіксують напруженість магнітного поля в місці підключення та приймають це значення за 100 95. Далі фіксують напруженість магнітного поля у місцях розгалуження та виявляють частку напруженості магнітного поля наведеними струмами, що протікають у розгалуженні. По отриманих результатах знаходять шлях протікання основної частини струму. Якщо у заземлювач попаде менше ніж 50 95 струму, роблять висновок про наявність несправності та необхідність її усунення.

Вимірювання напруги дотику на території енергооб'єктів здійснюється при імітації протікання аварійного струму крізь досліджуване обладнання 8. Для цього генератор 1 підключається одним кінцем до обладнання, а іншим - до струмового електрода 6. Після цього вимірювачем З вимірюють напругу на опорі в 1 кОм, який імітує опір тіла людини. Цей опір підключають між допоміжним потенційним електродом, який імітує стопи ніг людини та розташований на відстані 0,8 м від точки можливого дотику, та цією точкою дотику на обстежуваному обладнанні 8. Після цього за допомогою вимірювача З фіксують падіння напруги на опорі шунта генератора 1 та визначають напругу дотику розрахунками.

Визначення питомого опору грунту здійснюється по методиці Веннера.

Таким чином, запропонований за корисною моделлю пристрій в повному обсязі забезпечує вимірювання при діагностиці ЗП, виявляє трасу прокладання заземлювачів, шляхи розтікання аварійних струмів, забезпечує більш високі метрологічні показники в порівнянні з відомими пристроями.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Пристрій для діагностики стану заземлювального пристрою енергооб'єктів, що містить генератор синусоїдального струму з блоком живлення та блоком підсилювача потужності, вимірювач напруги з вхідними каскадами та перемикачем напруги, індикатор напруженості магнітного поля, датчик магнітного поля, електроди, який відрізняється тим, що у генераторі синусоїдального струму блок живлення виконано імпульсним, блок підсилювача потужності виконано класу О, у вимірювач напруги додатково введені три вхідних каскади, а перемикач напруги виконано чотирипозиційним.

   М: | і З ши шшшнине КН шви ПІДДДМ ор шшшшш сини шишшшнши 2! шишшше ши