МИНИСТЕРСТВО
ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР
ГЛАВНОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГОСИСТЕМ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ИЗМЕРЕНИЮ СОПРОТИВЛЕНИЙ
ЗАЗЕМЛЕНИЯ ОПОР ВЛ
БЕЗ ОТСОЕДИНЕНИЯ
ГРОЗОЗАЩИТНОГО ТРОСА
Составлено Сибирским научно-исследовательским
институтом энергетики
Составители: кандидаты
техн. наук Ю. В. ЦЕЛЕБРОВСКИЙ, М. Ш. МИКИТИНСКИЙ
|
УТВЕРЖДАЮ:
Заместитель начальника
Главтехуправления
Минэнерго СССР
К.М. АНТИПОВ
10 ноября 1980
|
1. ВВЕДЕНИЕ
Настоящие Методические
указания содержат описание метода и средств измерений сопротивлений заземления
одностоечных металлических и железобетонных опор ВЛ, заземляющие устройства
которых электрически соединены посредством грозозащитного троса.
При проведении массовых
измерений сопротивлений заземления рекомендуются приборы МС-08 и М-416 (с
усилительной приставкой).
Вспомогательные
приспособления, необходимые для осуществления данного способа измерений,
изготавливаются непосредственно на предприятиях, ведущих эксплутационный
контроль заземляющих устройств.
Кроме указанных приборов,
могут быть применены геофизический комплект ИКС-1, приборы для измерения
сопротивлений по методу амперметра-вольтметра, обладающие достаточной
чувствительностью и точностью.
2. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Для измерения сопротивления заземления опоры, если
грозозащитный трос не отсоединен от заземляющего устройства используются
дополнительные измерительные электроды П1 и ВТ (рис. 1).
В измерениях также применяются электроды П2 и СЭ, которые при
измерениях с отсоединенным грозозащитным тросом, играют роль соответственно
потенциального и токового электрода.
Примечания: 1 Измерительные электроды изготовляются из стальных
штырей. 2 Сопротивления измерительных электродов должны соответствовать
требованиям применяемых измерительных приборов.
Рис. 1. Расположение измерительных электродов:
О
- опора, П1П2 - потенциальные электроды;
СЭ - сравнительный токовый электрод;
ВТ - вспомогательный токовый электрод
2.2. Токовые цепи (с генератором тока и амперметром) и цепи для
измерения напряжения (с вольтметром) при измерении образуют схемы а, б,
в, (рис. 2).
Рис. 2. Схемы соединения при измерениях - R1, R2, R3:
- токовая цепь; - цепь измерения
напряжения
2.3. При соединении по схеме а
измеряют сопротивление
(1)
где U1 - напряжение между заземляющим устройством
опоры и измерительным электродом П2, В;
I - ток в заземляющем устройстве опоры, А;
КОТСI1
- полный ток в токовой цепи, А;
КОТС - коэффициент отсоса,
показывающий, во сколько раз ток, генерируемый в токовой цепи, больше тока в
заземляющем устройстве опоры (за счет отсоса тока по тросу).
2.4. Сопротивление заземления опоры определяется по формуле
(2)
Для определения
коэффициента отсоса используют схемы б
и в (см. рис. 2).
При соединении по схеме б измеряют сопротивление
(3)
где U2 - напряжение
между измерительными электродами П1 и П2, В;
I2
- полный ток в токовой цепи А.
При соединении по схеме в измеряют сопротивление
(4)
где U3 -
напряжение между измерительными электродами П1 и П2, В;
КОТСI3 - полный ток
в токовой цепи, А.
Учитывая, что электрод ВТ
наводит одинаковые потенциалы на электроды П1 и П2
напряжения U2 и U3
можно выразить как разность потенциалов точечных источников соответственно СЭ и
О:
(5)
(6)
где ρэ
- эквивалентное удельное сопротивление грунта в месте измерения, Ом · м.
Сравнивая выражения (3) и (5); (4) и (6), имеем:
(7)
(8)
(9)
Из выражений (2), (7),
(9) следует:
(10)
(11)
2.5. Выражение (10) должно содержать поправку (приложение 1)
(12)
обусловленную принятым расположением электрода П2
относительно опоры и сравнительного электрода. Поправку Δ можно не учитывать, если произведение меньше нормируемого
значения сопротивления заземления опоры.
3. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
3.1. В качестве основных приборов при измерениях сопротивлений
заземления опор ВЛ без отсоединения грозозащитного троса по методу, изложенному
в разд. 2, рекомендуются приборы МС-08 и
М-416. Вспомогательными приспособлениями являются переключающее устройство к
прибору МС-08 и приставка.
3.2. Принципиальная схема переключающего устройства к прибору МС-08
представлена на рис. 3. Основным элементом схемы является
четырехплатный пятипозиционный галетный переключатель, к входным зажимам
которого I1,
E1, E2, I2 присоединяется
прибор МС-08, а к выходным зажимам I - 6 - измерительные электроды и заземлитель опоры. Позиции
переключателя соответствуют: Т - измерение сопротивления токовых цепей; П -
измерение сопротивления потенциальной цепи, R1, R2,
R3 -
измерение сопротивления заземляющего устройства в соответствии с разд. 2.
Рис. 3. Схема переключающего устройства к
прибору МС-08
3.3. Принципиальная схема приставки к прибору М-416 представлена на
рис. 4. Основными элементами схемы являются шестиплатный
шестипозиционный галетный переключатель, к входным зажимам которого Кл1, Кл2,
Кл3, Кл4 присоединяется прибор М-416 и усилитель, вход (Вх) которого
посредством переключателя соединяется с прибором М-416, а выход (Вых) - с
измерительными электродами и заземлителем опоры.
Замыкание цепи источника
питания усилителя (Б) производится переключателем. Выходные зажимы
переключателя 1 - 6 (см. рис. 4) присоединяются к
измерительным электродам (2 - 5) и заземлителю опоры (1, 6). Позиции
переключателя соответствуют: Т - измерение сопротивления токовых цепей; П -
измерение сопротивления потенциальной цепи; R1, R2, R3 - измерение
сопротивления заземляющего устройства в соответствии с разд. 2; - измерение удельного
сопротивления грунта.
Рис. 4. Схема приставки к прибору М-416
3.4. Усилитель к прибору М-416 предназначен для измерения
сопротивления заземления опор без отсоединения грозозащитного троса.
Электрическая схема усилителя представлена на рис. 5. При
подготовке к измерениям определяют в лабораторных условиях зависимость
коэффициента усиления от сопротивления нагрузки. В соответствии с рис.
6 собирают цепь, в которой Rх
(0,1 Ом) и Rн
(магазин сопротивлений) соединены последовательно и подключены к выходу
усилителя. Вход усилителя включен к зажимам 1 и 4 прибора М-416. Потенциальные
зажимы (2, 3) прибора М-416 подключаются к участку токовой цепи Rх. Изменяют
сопротивление Rн
от 100 до 1000 Ом, производят компенсацию и отсчет R по шкале прибора М-416 и вычисляют
коэффициент усиления
.
Рис. 5. Электрическая схема усилителя к прибору M-416
Т1, Т2 - транзисторы П217 Г; Тр1,
Тр2 - трансформаторы (магнитопровод
серийного изделия ТВН.0.0005.091.ТУ, провод ПЭВ-1, диаметром 0,1 мм,
перв. обм. Тр1 и втор. обм. Тр2 - 1000 витков, втор. обм.
Тр1
и перв. обм. Тр2 - 2×150 витков), Б - батарея, послед. 5
элементов 3336Л
Рис. 6. Схема измерения коэффициента
усиления
3.5. Дополнительными приспособлениями предназначенными для
сокращения времени измерений, являются катушки и провода для соединения
приборов с измерительными электродами (рис. 7). Катушки
укрепляются таким образом, чтобы провода могли разматываться в трех
направлениях. Катушка А имеет три провода длиной 5,15 и 15 м, катушка В - два
провода 5 и 15 м, катушка С - один провод 30 м. Сечение проводов для токовых и
потенциальных цепей не менее 2,5 мм2 с неповрежденной изоляцией.
Рис. 7. Расположение проводов при измерении
4. ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЙ
4.1. Катушки с проводами и измерительные электроды (штыри)
располагают, как показано на рис. 7. Электроды погружают в
грунт на глубину не менее 0,5 м. Вилочные контакты проводов соединяет с
зажимами, которые крепят к электродам и опоре.
4.2. При использовании прибора МС-08:
- начала проводов на
катушках соединяют с зажимами переключающего устройства 1 - 6 (см. рис.
3);
- зажимы переключающего
устройства I1, E1,
E2, I2
присоединяют к соответствующим зажимам прибора;
- переключатель
устанавливают в положение Т и измеряют сопротивление токовой цепи RТЦ, которое не должно превышать 500 Ом;
- переключатель
устанавливают в положение П и доводят до нормы сопротивление потенциальных
электродов, добиваясь положения стрелки прибора у красной отметки в положении
"Регулировка";
- переключатель
устанавливают в положение R1 и производят
отсчет, предварительно отрегулировав сопротивление потенциальной цепи;
- переключатель
устанавливают в положение R2 и
производят отсчет, предварительно отрегулировав сопротивление потенциальной
цепи;
- переключатель
устанавливают в положение R3 и производят
отсчет, предварительно отрегулировав сопротивление потенциальной цепи;
- вычисляют сопротивление
заземления опоры:
Примечание. При необходимости вычитают поправку (Ом)
- вычисляют удельное (Ом × м)
сопротивление грунта
- результаты измерений и
вычислений заносят в протокол (приложение 2).
4.3. При использовании прибора M-416:
- начала проводов катушек
соединяют посредством разъема с выходными зажимами приставки (см. рис.
4);
- зажимы приставки Кл1,
Кл2, Кл3, Кл4 соединяют посредством штекеров с соответствующими зажимами
прибора;
- переключатель
устанавливают в положение Т и измеряют сопротивление токовой цепи КТЦ которое не должно превышать
1000 Ом;
- переключатель
устанавливают в положение П и измеряет сопротивление потенциальной цепи,
которое не должно превышать 1000 Ом;
- переключатель
устанавливают в положение R1
и производят измерение этой величины прибором;
- переключатель устанавливают
в положение R2 и
производят измерение этой величины прибором;
- переключатель
устанавливают в положение R3
и производят измерение этой величины прибором;
- переключатель
устанавливают в положение и производят
измерение этой величины прибором;
- вычисляют сопротивление
(Ом) заземления опоры
Примечание. При необходимости вычитают поправку (Ом)
- вычисляют удельное (Ом × м)
сопротивление грунта
- результаты измерений и
вычислений заносят в протокол (приложение 2).
5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ИЗМЕРЕНИЯХ
5.1. Работы по измерению сопротивлений заземления опор, BЛ разрешается проводить на
включенной, линии в сухую погоду, при отсутствии росы на гирляндах изоляторов.
Запрещается работать при приближении грозы и скорости ветра превышающей
расчетное значение для данной линии.
5.2. После размотки проводов и заглублении электродов измерительная
цепь собирается таким образом, чтобы заключительным этапом было присоединение
проводов к заземлителю опоры. Эту операцию производят в диэлектрических
перчатках.
5.3. После сборки схемы и до начала ее разборки запрещается
прикасаться к проводам и электродам. Прикосновение возможно только к
изолированным корпусу и рукояткам приборов и приспособлениям.
5.4. Заглубление электродов для уменьшения их сопротивления
осуществляется кувалдой с сухой деревянной ручкой. Полив электродов солевым
раствором производится в диэлектрических перчатках.
5.5. После проведения измерений отсоединяются от опоры проводники 1
и 6 (отсоединение производится в диэлектрических перчатках). Остальные
проводники отсоединяются в произвольном порядке.
Приложение 1
ВЫВОД ВЫРАЖЕНИЯ Δ
Потенциал на заземлителе jз и потенциальном электроде jП могут быть выражены системой уравнений:
(П1)
Коэффициент aзз имеет смысл сопротивления растеканию
тока с заземлителя опоры; aзТ
- взаимное сопротивление между заземлителем и токовым электродом; aПз - то же между потенциальным электродом
и заземлителем; aПТ - то же
между потенциальным и токовым электродами.
Так как непосредственно
определить потенциал заземлителя затруднительно, измеряют напряжение между
заземлителем опоры и потенциальным электродом
(П2)
Прибор (МС-08 или М-416)
показывает отношение напряжения к генерируемому току
(П3)
откуда сопротивление заземления опоры равно:
(П4)
или
где
(П5)
Поправка Δ зависит от взаимного расположения
электродов и заземлителя, удельного сопротивления грунта, а также коэффициента
отсоса KОТС. Выражение (П5) можно
преобразовать, используя формулу потенциала точечного источника
(П6)
где коэффициенты взаимного сопротивления ar выражены через
соответствующие расстояния r:
(П7)
Выражение для поправки
получит вид
(П8)
Так как согласно выражению
(11)
то
(П9)
Приложение 2
|
ПРОТОКОЛ
измерений
сопротивлений заземлений опор ВЛ
__________________________________________________________________________
(наименование, класс напряжения)
|
Номер опоры
|
RТЦ
|
R1
|
R2
|
R3
|
|
|
|
|
RОП
|
Заключение
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечания: 1. При измерениях прибором МС-08
2. При измерениях прибором M-416 с
усилителем
3. Поправка Δ в графе 9
вычисляется, если значения в графе 8 больше
нормируемого значения сопротивления заземления опоры.
4. RОП вычисляется как разность значений граф 8 и 9.
Сопротивление измерялось
прибором _________________ № ___________________
без отсоединения грозозащитного троса.
Измерения произвел
_____________________________________________________
(подпись, фамилия, дата)
|
ВЫОД ВЫРАЖЕНИЯ К
(ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ RОП ПРИБОРОМ M-416 С УСИЛИТЕЛЕМ)
Поскольку коэффициент
усиления KУС зависит от сопротивления
нагрузки, в расчетные формулы (10) и (12)
необходимо ввести поправки.
При измерениях по схемам б и в
(см. pиc. 2) используется усилитель тока, коэффициент усиления
которого обозначим KУС.
При измерении по схеме б
(П10)
При измерении по схеме в
(П11)
где I20 и I30 - токи на входе усилителя;
I2
и I3 - токи в земле соответственно сравнительного
электрода в схеме б и заземлителя
опоры в схеме в, но в схеме б ток на выходе усилителя совпадает с
током в земле, а в схеме в ток на
выхода усилителя больше тока в земле в KОТС раз.
В зависимости KУС(RТЦ) учтено,
что в схеме в токовый электрод СЭ
заменяется заземлителем опоры, сопротивление которого по сравнению с токовым
электродом ВТ настолько мало, что им можно пренебречь и, таким образом,
сопротивление токовой цепи уменьшается в 2 раза.
Напряжения, которые
измеряются на потенциальных зажимах прибора М-416, равны согласно выражениям (5) и (6):
по схеме б
(П12)
по схеме в
(П13)
Компенсирующие напряжения записываются:
по схеме б
(П14)
по схеме в
(П15)
Приравнивая (П12) и (П14), (П13) и
(П15), получим
или
(П16)
Подставив в (П16) выражения (П10) и (П12)
имеем
откуда
(П17)
В результате
(П18)
где
(П19)
(П20)
СОДЕРЖАНИЕ
|
1. Введение
2. Метод измерений
3.
Измерительные приборы и приспособления
4. Порядок измерений
5.
Требования безопасности при измерениях
Приложение 1
Приложение 2
|
