Способ определения глубины залегания элементов заземляющего устройства из любой точки пространства

Способ определения глубины залегания элементов заземляющего устройства из любой точки пространства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения глубины залегания элементов заземляющего устройства объектов энергоснабжения и тяговых подстанций железнодорожного транспорта.

Известен способ определения глубины залегания подземных сооружений, согласно которому выход генератора подключают к подземному сооружению, определяется трасса подземного сооружения, ось индукционной рамки поворачивают на угол 45 градусов к вертикальной плоскости, проходящей через кабель, отводят рамку в сторону от намеченной трассы. Расстояние от трассы подземного сооружения до зоны отсутствия ЭДС считают равным глубине залегания подземного сооружения (Шалыт Г.М. Определение мест повреждения в электрических сетях. - М., 1982.).

Недостатком известного способа является то, что процесс ориентирования катушек в пространстве значительно усложняет измерения, приводит к существенным временным и трудовым затратам и не позволяет получить достоверные результаты.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения глубины залегания горизонтальных заземлителей, согласно которому источник переменного тока подключают к заземляющему устройству, определяют трассу прокладки элементов заземляющего устройства, измеряют напряженность электромагнитного поля на поверхности земли над элементом заземляющего устройства H₁, перемещают датчик на известное расстояние "а" в сторону от элемента заземляющего устройства, измеряют напряженность электромагнитного поля Н₂, глубину залегания горизонтального элемента заземляющего устройства определяют по соотношению

(Патент 2245558, Россия, МКИ G01R 27/20. Способ определения глубины залегания элементов заземляющего устройства / Кандаев В.А., Свешникова Н.Ю., Кандаев А.В.).

Недостатком данного способа является необходимость перемещения датчика в сторону от элемента заземляющего устройства, что по различным причинам не всегда возможно.

Цель изобретения - возможность определения глубины залегания элементов заземляющего устройства из любой точки пространства.

Для достижения этой цели в предлагаемом способе определения глубины залегания элементов заземляющего устройства из любой точки пространства, включающем подключение источника переменного тока к заземляющему устройству, определение трассы прокладки элементов заземляющего устройства, измерение напряженности электромагнитного поля H₁ на поверхности земли над элементом заземляющего устройства, перемещение датчика в любую точку пространства на известное расстояние "а" в сторону от элемента заземляющего устройства и известную высоту "b" над поверхностью земли, измерение напряженности электромагнитного поля Н₂, глубину залегания горизонтальных элементов заземляющего устройства определяют по соотношению:

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующая измерения по данному способу.

Устройство содержит ортогональную систему индукционных катушек 1, блок вычисления модуля ЭДС 2, измерительный прибор 3 и генератор 4, подключенный к заземляющему устройству 5.

Глубина залегания горизонтального элемента определяется следующим образом. При подключении генератора 4 к заземляющему устройству и расположении предлагаемого устройства на поверхности земли над элементом 5, расположенным на глубине h, магнитное поле тока горизонтального элемента наводит в индукционных катушках ортогональной системы 1 ЭДС Ex, Ey и Ez, которые подаются на вход блока вычисления модуля 2. На выходе блока вычисления модуля 2 появляется сигнал Е1, равный модулю ЭДС, наведенной в индукционных катушках ортогональной системы 1. Этот сигнал подается на вход измерительного прибора 3. При расположении устройства на известном расстоянии "а" в сторону от заземляющего устройства и известной высоте "b" над поверхностью земли на выходе блока вычисления модуля 2 появляется сигнал Е2, равный модулю ЭДС, наведенной в индукционных катушках ортогональной системы 1. Этот сигнал подается на вход измерительного прибора 3.

Определение глубины залегания элемента заземляющего устройства производится следующим образом. Напряженность магнитного поля от тока в элементе заземляющего устройства наводит в катушках ортогональной системы ЭДС "Е" с коэффициентом преобразования К, т.е.

Е=КН.

Тогда при расположении датчика на поверхности земли над горизонтальным элементом заземляющего устройства ЭДС в системе индукционных катушек

где I - ток в элементе заземляющего устройства,

h - глубина залегания элемента заземляющего устройства.

При расположении датчика в любой точке пространства на известном расстоянии "а" в сторону от заземляющего устройства и известной высоте "b" над поверхностью земли ЭДС в системе индукционных катушек равна:

где I - ток в элементе заземляющего устройства,

h - глубина залегания элемента заземляющего устройства,

а - расстояние, на которое перемещают датчик в сторону от элемента заземляющего устройства,

b - высота, на которую поднимают датчик над поверхностью земли.

Откуда, приравняв токи, зная расстояния "а" и "b", находим

или

В данном способе исключается необходимость перемещения датчика в сторону от элемента заземляющего устройства, что позволяет определить глубину залегания горизонтального элемента заземляющего устройства из любой точки пространства.

Способ определения глубины залегания элементов заземляющего устройства из любой точки пространства, включающий подключение источника переменного тока к заземляющему устройству, определение трассы прокладки элементов заземляющего устройства, измерение напряженности электромагнитного поля H₁ на поверхности земли над элементом заземляющего устройства, отличающийся тем, что датчик перемещают в любую точку пространства на известное расстояние "а" в сторону от элемента заземляющего устройства и известную высоту "b" над поверхностью земли, измеряют напряженность электромагнитного поля Н₂, глубину залегания горизонтального элемента заземляющего устройства определяют по соотношению

где H₁ - напряженность электромагнитного поля на поверхности земли над элементом заземляющего устройства;

H₂ - напряженность электромагнитного поля в любой точке пространства;

а - расстояние, на которое перемещают датчик в сторону от элемента заземляющего устройства;

b - высота, на которую поднимают датчик над поверхностью земли.