/
Автор: Целебровский Ю.В. Микитинский М.Ш.
Теги: электротехника электрические и магнитные измерения электричество электрические сети энергоатомиздат серия библиотека электромонтера
ISBN: 5-283-01034-1
Год: 1988
Текст
.(
.....
1 БИБnИОТЕКА
о ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
'V/ .'
МС::-О8
.....: ; *i &::;m:::%:::%$:;\ l ;:i $:: ;: ;;:::i:; :;
Ю. В. ЦЕЛЕБРОВСКИЙ
М.Ш.МИКИТИНСКИЙ
ИЗМЕРЕНИЕ
СОПРОТИВЛЕНИЙ
ЗАЗЕМЛЕНИЯ
ОПОР ВЛ
00
&э
Выпуск 609
Основана в 1959 zоду
Ю. В. ЦЕЛЕБРОВСКИЙ
М.Ш.МИКИТИНСКИЙ
ИЗМЕРЕНИЕ
СОПРОТИВЛЕНИЙ
ЗАЗЕМЛЕНИЯ
ОПОР ВЛ
h"dC {э//}'
.
r< н рол
МОСКВА
ЭНЕРrОАТОМИЗДАТ
1988
ББК 31.22
Ц34
УДК 621.315.66: 621.316.993
Ре ц е н э е н т С. И. Коструба
Редакционная коллеr ия серии:
В. Н. Андриевский, С. А. Бажанов, Л. Б. rодrельф, В. х. ИШЮПI,
д. Т. Комаров, В. П. Ларионов, Э. С. Мусаэлян, С. По Розанов, Во А. Семе-
нов, А. Д. Смирнов, А. Н. Трифонов, А. А. Филатов
Целебровский Ю. В., Микитинекий М. 111.
Ц 34 Измерение сопротивлений заземления опор ВЛо М.: Энер-
roатомиздат, 1988. 48 Со: ил. (Б-ка электромонтера;
Вьш. 609) .
ISBN 5-283-01034-1
Рассмотрены требования к заземляющим устройствам опор воздуш-
ных линий электропередачи (ВЛ). Описаны схемы измерения сопротив-
ления заэемляющеro уcrройства опоры ВЛ и источники поrрешности
при измерениях. Изложены способы измерения сопротивления заземля-
ющих устройств без отсоединения rpозозащитноro троса. Освещены
вопросы измерения напряжений прикосновения у опор ВЛ и техники
безопасности при измерениях.
Дпя электромонтеров и мастеров служб ЛШlИЙ и rрозозащиты
предприятий электрических сетей.
2302040000-320
Ц 051 (01)-88 160-88
ББК 31.22
ISBN 5-283-01034-1
@ Энерrоатомиздат, 1988
ПРЕДИСЛОВИЕ
Заземляющие устройства опор воздушных линий электропередачи
(ВЛ) обеспечивают защиту от rрозовых перенапряжений и от поражения
электрическим током, а также нормальную работу релейной защиты.
Для вьmолнения с достаточной надежностью этих задач необходимо
вести контроль за состоянием заземляющеrо устройства. Наиболее
эффективным способом TaKoro контроля является измерение, а KOHT
ролируемым параметром служит сопротивление заземляющеro устрой
ства.
Измерения сопротивлений заземляющих устройств опор ВЛ чаще
Bcero осуществляют специальными измерителями, из которых наиболее
распространены приборы типа M 416 и снятый с производства MC 08.
Начат серийный выпуск HOBoro измерителя типа Ф 41О3. Непосредствен
ное применение указанных приборов невозможно для опор линий нап
ряжением 35 и 110 кВ, на которых rрозозащитный трос соединен с опо
рой. Для проведения измерений в этих условиях разработаны специаль
ные методы и приборы.
Предельно допустимые сопротивления заземляющих опор ВЛ, перио
дичность и число опор, подлежащих контролю, устанавливаются дейст
вующими нормами.
Книrа посвящена рассмотрению схем измерений и методических воп
росов, обеспечивающих правильность проведения измерений. Изложе
ны требования к заземляющим устройствам опор и приведены расчетные
способы оценки сопротивлений заземляющих устройств различных KOH
струкций.
Все замечания и пожелания просьба направлять по адресу: 113114,
Москва. М 114.lIIлюзовая наб.. 10. Энерrоатомиздат.
Авторы
1. ТРЕБОВАНИЯ К ЗАЗЕМЛЯЮЩИМ УСТРОЙСТВАМ ОПОР ВЛ
Поняruе о сопроruвлении заземляющеzо устройства опоры ЕЛ току
молнии. Заз е м л я ю Щ и м у с т рой с т в о м назьmается KOHCТpyк
ция из электропроводящих материалов, которая служит для отвода тока
в землю. Ее основными конструктивными элементами являются зазем
лители и заземляющие проводники.
Заз е м л и т е л е м назьmается проводник (электрод) или совокуп
ность металлических соединенных ме)!Щу собой проводников (электро
дов), находящихся в соприкосновении с эемлей.
Заз е м л я ю Щ и м про в о Д н и к о м назьmается проводник, co
единяющий заземляемые части с заземлителем. Основная функция, KO
торую вьmолняет эаземляющее устройство опоры ВП, отвод в землю
тока молнии, т. е. уменьшение возможности (вероятности) обратных пе
рек рытий при ударе молнии в опору и rрозозащитный трос..
В отличие от обычных перекрытий, вызванных увлажнением или заr
рязнением изоляции, ток молнии создает на опоре электрический потен
циал, HaMHoro больший потенциала фазноrо провода, и, таким образом,
перекрытие ПРОИСХОЩfт в обратном направлении. Чем меньше сопротив
ление эаземляющеrо устройства, тем меньше возможность обратноrо пе
рекрытия.
С о про т и в л е н и е м заз е м л я ю Щ е r о у с т рой с т в а Ha
зьmается отношение напряжения на зазеМЛяюшем устройстве к току,
стекающему с заземлителя в землю.
Сопротивление зазеМЛяющеrо устройства не единствениый naра
метр, влияющий на вероятность обратных перекрытий. Существенное
влияние также оказьmают: длина rирлянды изоляторов; высота rрозоза
щитноrо троса и фазноrо провода; расстояние ме)!Щу тросом и проводом
и др. С увеличением длины rирлянды, например, возрастает электричес
кая прочность соответствующеrо воздушноrо промежутка и тем самым
уменьщается вероятность обратноrо перекрытия. Так должно происхо
ЩfТЬ с увеличением класса напряжения линии. Однако для линий более
BbIcoKoro напряжения увеличивается и высота опор, что привод,ит к poc
ту числа ударов молнии в опоры и в rрозозащитный трос. Возрастает TaK
же индуктивность опоры, которая увеличивает вероятность обратных
перекрытий. Ток молнии при ударе в опору растекается по rрозоЗащит
НОМУ тросу. Ток В тросе индуктирует токи в проводе и опоре, что приво
дит в конечном счете к увеличению напряжения, Приложениоrо к изоля
ционному промежутку провод опора.
4
Таким образом, вероятность обратноrо перекрытия при ударе молнии
в опору сложная функциональная величина, зависящая от ряда пара
метров. Если все параметры, кроме сопротивления зазеlVUIяющеrо ycт
ройства, считать постоянными, т. е. задаться определенным типом опоры,
то можно рассчитать кривую вероятности обратных перекрытий. Ниже
приводяться исходные данные для расчета вероятности обратных пере
крытий при ударе молнии в промежуточную опору типа П220 2Т:
Максимальное рабочее напряжение, кВ. . . . . . . . . .252
50% Hoe разрядное напряжеЮlе положительной по
лярносm: импульсная прочность воздушноrо проме-
жyrка, соответствующая строительной высоте rn
ляндыизоляторов,кВ... . .. . .... . .... ... .1248
Высота троса на опоре, м . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Высота BepxHero провода, м . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Средняя Д!Шна пролета, м. . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
Радиус троса, м .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,007
Радиус провода, м ...................... 0,012
Расстояние между тросом и верхЮlМ проводом по
rоризонтали,м ........................3
Расстояние между тросами, м .. . . . . . . . . . . . . . 1
Стрелапровесатроса,м.................. .13
Стрела провеса провода, м . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Эквивалентный радиус опоры, м .. . . . . - . . . . . . 3.2
По этим данным ВЬПIолнены расчетыI зависимости вероятности обрат-
HOro перекрытия от значения сопротивления заземляющеrо устройства.
Эта зависимость показана на рис. 1. Из рисунка видно, что до сопротивле-
ния R == 300 Ом кривая поднимается довольно круто, затем плавно
возрастает до R = 1000 Ом. В дальнейшем вероятность обратных перек-
рытий медленно приближается к уровню 0,3, не преВЬШIая этоrо значе-
ния. Численное значение вероятности 0,3 означает, что примерно из 10
ударов молнии в трех случаях будет наблюдаться обратное перекрытие.
Для друrих типов опор этот предельный уровень может быть друrим,
важно лишь подчеркнуть: если в силу особенностей rpyнтa (песок,
скала) сопротивление зазеlVUIяющеrо устройства оказьmается достаточно
боЛЬUlliм, например 5000 Ом, то снижение сопротивления до 1000 ом уже
не имеет смысла. Таким образом, вероятность обратных перекрытий и
связанное с ней число rpoзовых отключений зависят от сопротивления
зазеlVUIяющеrо устройства опоры. Эта зависимость проявляется в боль
щей степени при небольUlliХ сопротивлениях зазеlVUIения опоры: от
единиц до сотен Ом.
Заземляющее устройство опоры линии электропередачи представляет
собой электрическую цепь с распределенными параметрами: сопротивле-
нием и индуктивностью металла. проводимостью и емкостью rpyнтa. Ec
ли на вход такой цепи подать синусоидальное напряжение (или ток) до-
статочно больщой частоты, то на различных расстояниях от источника от.
5
d
:х:
Jb
о
500
1000 1500 Н,Ом
А
а)
о)
Рис. 1. Зависимость верОJlmос1И 06рат--
ных перекры1ИЙ ОТ сопроmвлеННJl за
земшпощero устройства опоры
Рис. 2. Железобетонный ПОДНОЖННI< (а)
и ero расчетная модель (б)
ношение напряжения к силе тока, т. е. сопротивление в данной точке,
будет различным. Еще более сложный вид зависимости между напряже
нием и током наблюдается при воздействии на заземлитель импульса то-
ка молнии. Импульс характеризуется двумя параметрами: наибольшим
значением (амплитудой) тока и временем нарастания тока (Д]IИтель-
ностью фронта). При малых амплитудах в rpYHTe не происходит искрооб-
разования. Однако большие токи молнии ведут к электрическому про
бою rpYHTa, который в области, прилеrающей к заземлителю, приобрета-
ет нулевое электрическое сопротивление: заземлитель как бы увеличи
вается в размерах. Для полноrо анализа процессов в заземляющем ycт
ройстве при воздействии тока молнии необходим учет таких факторов,
как Д]Iина заземлителя, удельное сопротивление rрунта, амплитуда и
Д]Iительность фронта импульса тока молнии, момент наблюдения.
Все эти факторы учитьшаются импульсными коэффициентами, кото-
рые обозначают Llи. Тоrда сопротивление заземляющеrо устройства опо-
ры току молнии RM можно выразить в виде
RM = LlиR = LlиUfI,
(1)
rде U напряжение на заземляющем устройстве при электрическом
токе низкой частоты; 1 сила тока, стекающеrо с заземлителя.
Сопротивление естественных и искусственных зазем.лителей. Е с т е с т-
в е н н ы м и заз е м л и т е л я м и назьшаются находящиеся в сопри-
косновении с землей электропроводящие части коммуникаций, зданий и
сооружений производственноrо или иноrо назначения, используемые Д]IЯ
заземления.
И с к у ств е н ным заземлителем назьшаетсязаземлитель,
специально вьmолняемый Д]IЯ заземления.
Стальная арматура фундаментов металлических опор и заrлубленной
части железобетонных опор во мноrих случаях достаточно хорошо вы-
полняет функцию отвода в землю токов молний, т. е. иrрает роль есте-
6
cTBeHHoro заземпителя. Связано это с тем, что бетон как проводник
электрическоrо тока представляет собой пориcrое тело, состоящее из
большоrо числа тонких каналов. наполненных влarой и создающих, та-
ким образом, путь для электрическоrо тока.
При определенных СШIе тока и времени ero протекания влаrа испаря
ется, в бетоне возникают электрические искры и дуrи, которые MorYT
разрушить материал и пережечь арматуру, что в конечном счете приводит
к снижению механической прочности железобетонной конструкции. В
связи с этим стержни арматуры, используемые для заземления, "poBe
ряют на термическую стойкость при протекании токов KopoTKoro замы-
кания. Следует также иметь ввиду, что в среде с существенной шрес-
сивностью к бетону использование железобетонных фундаментов в
качестве заземлителей не Bcerдa возможно.
В сетях с изолированной нейтралью режим длительноrо замыкания
является опасным для железобетонных фундаментов, и сооружение ис.-
кусственных заземлителей необходимо для разrpузки естественных эле
ментов заземляющеrо устройства и предохранения их от разрушения CTe
кающим током Ниже приводится установленная в результате исследова
ний допустимая плотность электрическоrо тока для арматуры железобе-
тонных конструкций в зависимости от вида тока и времени воздействия,
А}м 2 :
Длительный ПОСТОЯННЫЙ ток . . . . . . . . . . . . . . . . 0,06
Длительный переменный ток. . . . . . . . . . . . . . . .10
Кратковременный переменный ток (до 3 с) ...... 10000
Ток молнии .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100000
Искусственные заземлители сооружают, как правило, в rрунтах с
удельным сопротивлением более 500 Ом . м. Это обусловлено тем, что ec
тественные заземлители опор ВЛ 35 330 кВ имеют в таких rрунтах соп-
ротивления больше нормируемых. В линиях высших классов напряже-
ния с мощными фундаментами искусственные заземлители не снижают
заметно сопротивлений заземляющеrо устройства. Искусственные зазем-
лители, как правило, вьmолняются в виде двух четырех расходящихся
от опоры rоризонтальных лучей, прокладьmаемых на rnубине 0,5 м, а в
пахоте ] м. В случае установки опор в скальных rpYHTax допускается
про кладка лучевых заземлителей непосредственно под разборным сло-
ем над скальными породами. При отсутствии этоrо слоя (толщиной не
менее О,] м) рекомендуется прокладка заземлителей по поверхности
скалы с заливкой их цементным раствором. Для уменьшения коррозион-
Horo воздействия со стороны rpyнтa искусственные заземлители должны
быть Kpyrnoro сечения диаметром] 2 ] 6 мм.
В качестве примера ecrecTBeHHoro заземлителя рассмотрим одиночный
подножник (рис. 2, а), который можно заменить расчетной моделью, со-
стоящей из rоризонтальной плиты и вертикальной стойки (рис. 2, б) . Со-
7
противление стойки R CT и IUIиты R пл раСсчитьшают по формулам:
R CT = Р I 4Н .}
п ,
21ТН d
R пл = Р (2)
2,ЗА
rAe Р удельное сопротивление rpYHTa; Н высота стойки; d и А по-
перечные размеры стойки и плиты.
Сопротивление подножника получаем как результат параллельноrо со-
единения стойки и пл:пы, т. е.
R подн =
R CT R пл
R CT + R пл
1
7J
(З)
rдe 7J = 0,8 7 0,9 коэффициент использования, учитьшающий взаимное
экранирующее действие двух элементов (стойки и плиты), в результате
KOToporo сопротивление заземлителя возрастает.
Реальные фундаменты состоят иэ нескольких подножников (рис. З).
Сопротивление TaKoro сложноrо заземлителя рассчитьшается по формуле
R = pktl H , (4)
rде р удельное сопротивление rрунта, Ом . м; Н rлубина заложения
основания фундамента, м; kf коэффициент формы, устанавливаемый
методом электрическоrо моделирования. Для системы из четырех rри-
бовидных ПОДНожников зависимость коэффициента формы от rеометри-
ческих размеров представлена на рис. 4.
Нормы сопротивлений и обьемы зксnлуатационноzо контроля зазем-
ляющих устройств опор ВЛ Сопротивления заземляющих устройств
опор, имеющих rрозозащитный трос или дрyrие устройства rpoзозащи-
ты, должны быть не более указанных ниже:
Удельное Эl<Вивалент
Ное сопро ление
земли Р, Ом. м .... До 100 100-500
Наибольшее сопро-
тивление заземляю-
щеrо УСТрОЙC'lВа R,
Ом . . . . . . . . . . . . 10 15
500 1000 1000 5000 выше 5000
20
30
6.10 3p
Опыт эксплуатации ВЛ показьшает, что если на линии встречаются за-
земляющие устройства с измеренными значениями СОПРОтивлеНИЯ ниже
t Понятие "эквивалентное удельное СОПРОТИВление земли" раЗъя:сняется при из-
ложении способа измерения удельных соПРОТИВлений rpyma.
8
Рис. 3. Расположение естеC'lВениых за
землителей:
II башениая промежуточная опо
ра 35 330 кВ; б П--образная с OT
тяжками промеЖУТ<lЧНая опора ззо
750 кв
Рис. 4. Коэффиuиент формы k f для
расчета соnpоmвлений фундаментов
опор:
dfН == 0,2, А/Н == 0,8;
d/H == 0,1, А/Н == 0,5
i
.
Ia)
1<f
0,20
С/8=0,с С/8=1,О
D,IБ
0,12
t.,)
В 0,08 1,2 1.6 2,0 2,Ч 8/1f
0,8
указанных, то можно у некоторосо количества опор (не более 30% 06-
щеrо числа) допустить превьnuеЮfе измеренных значений над нормируе
мыми. При этом количество обратных перекрытий на данной ВЛ не пре
высит тосо числа, которое наблюдалось бы при нормируемых значениях
сопротивлеЮfЯ у всех опор.
Для опор, высота которых преВЬШIает 50 м, указанные СОЩJOтивлеЮfЯ
должны быть уменьшены в 2 раза. Для ВЛ, защищенных тросами. сопро
тивлеЮfЯ заземляющих устройств нужно обеспечивать при отсоеДИнен
ном rрозозащитном тросе в период наименьшей электропроводности
срунта.
Указанные сопротивлеЮfЯ заземляющих устройств относятся и к опо
рам без тросов и друrих устройств rрозозащиты, но с установленными на
этих опорах силовыми или измерительными трансформаторами. разъеди
2 6414
9
нителями, предохранителями или друrими аппаратами дЛя ВЛ напряже
нием 110 кВ и ВЬШIе.
Железобетонные и металлические опоры напряжением 110 кВ и ВЬШIе
без тросов и друrих устройств rрозозащиты также заземляются, еСЛИ это
необходимо дЛя обеспечения надежной работы релейной защиты и авто-
матики. Сопротивления заземляющих устройств таких опор определяют-
ся при проектировании ВЛ.
Железобетонные и металлические опоры напряжением 3 35 кВ, не
имеющие устройств rрозозащиты и друrоrо установленноrо оборудова-
ния, должны бьпь заземлены, Причем в ненаселенной местности дЛЯ ВЛ
3 20 кВ допускается сопротивление заземляющеrо устройства: 30 Ом
при р менее 100 Ом . м и 0,3 р при р более 100 Ом. м.
Заземляющие устройства опор, на которых установлено электрообо
рудование. должны соответствовать следующим требованиям.
1. В сетях напряжением менее 1 кВ с rлухозаземленной нейтралью со-
противление заземляющеrо устройства должно быть 2,4,8 Ом при ли-
нейных напряжениях 660,380,220 В трехфазноrо или 380, 220, 127 одно-
фазноrо тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом
использования естественных заземлителей, а также заземлителей Пов
торных заземлений нулевоrо провода. При этом сопротивление зазем-
лителя, расположенноrо в непосредственной близости от нейтрали [ене-
ратора или трансформатора или вывода источника однофазноrо тока,
должно быть не более 25, 30, 60 Ом дЛя линейных напряжений 660, 380,
220 В трехфазноrо или 380.220. 127 В однофазноrо тока.
2. В сетях напряжением ВЬШIе 1 кВ с изолированной нейтралью зазем-
ляемое оборудование. установленное на опоре ВЛ, подсоединяется к
замкнутому rоризонтальному заземлителю (контуру), проложенному
на rлубине не менее 0,5 м. Если сопротивление заземляющеrо устройства
ВЬШIе 100м, то следует дополнительно проложить rоризонтальные за
землители на расстоянии 0,8 1 м от фундамента опоры. При р >
> 500 Ом. м допускается повысить значение сопротивления в 0,002 р
раз, но не более чем 'в 10 раз.
Измерения сопротивлений заземляющих устройств опор ВЛ следует
проводить при токе ПРОМЬШIЛенной частоты. На ВЛ напряжением ниже
lкВ измерения производятся на всех опорах с заземлителями rрозозащи-
ты и повторными заземлителями нулевоrо провода. На ВЛ напряжением
ВЬШIе 1 кВ измерения сопротивлений заземляющих устройств произво-
дятся на опорах с разрядниками и защитными промежутками и с элек-
трообоРУдОванием, а на опорах ВЛ 110 кВ и ВЬШIе с rрозозащитными
тросами при обнаружении следов перекрьпий изоляторов электрической
дуrой. На остальных железобетонных и металлических опорах измерения
производятся выборочно у 2% общеrо числа опор с заземлителями: в на-
селенной местности, на участках с аrрессивными и оползневыми [рунта-
ми и в плохопроводящих [рунтах.
10
2. СХЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЙ
ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ ОПОР ВЛ
Понятие о взаимном и собственном сопротивлениях. Сопротивление
растеканию. Для измерения сопротивления заземляющеrо устройства че
рез это устройство необходимо пропустить электрический ток 1. Средой,
в которой растекается ток, является rpYНT (полупространство ниже rpa
ницы раэдела воздух земля) . Поскольку rpYHT не обладает бесконечно
большой проводимостью (сопротивление rpYНTa не равно нулю), потен
ЦИЮI электрическоrо поля по мере удa.тIения от места ввода тока убьmа
ет. обращаясь в нуль в бесконечно Удa.тIенной точке. Кривая спада потен
циала показана на рис. 5. Наибольшее значение потенциала V з cooтвeTCТ
вует потенциалу эаземляющеrо устройства. Поверхности paBHoro потен
циала в однородном по удельному сопротивлению rpYНTe имеют вид по
лусфер (рис. 6), а лиюm: Ьересечения этих полусфер с плоскостью разде
ла воздух земля (зту плоскость назьmают дневной поверхностью)
представляют собой концентрические окружности с центром в точке
ввода тока.
Рассмотрим точку М, находящуюся на дневной поверхности на pac
стоянии т. Потенциал V в точке М будет пропорционап:ен току 1:
Vм ФI, (5)
а коэффициент пропорциональн()сти Ф носит название взаимноrо СОПро
тивления между точкой наблюдения М и источником тока 1 и определяет
ся выражением
ф=
р
2пт
(6)
rдe р удельное сопротивление rpyнтa; т расстояние точки наблюде
ния от источника тока.
Соотношение, анап:оrичное (5), можно составить для потенциала эа
земляющеrо устройства:
V З = Фз I .
(7)
V. I
-' I
I
I
! r V M
\:// /// .-?'/ /// /,l / /// /.-?' q
1
Рис. 5. ТОК и потеlЩИ3Л сосредоточен
HOro заземлителя
Рис. 6. Расчет взаимных сопротивлеШlЙ
v(/"')
W// ;$$
11
о)
l\ic. 7. Схемы измерения сопротивлеЮlЯ зазем
ляющеro устройства:
G reHepaTop (ИСТОчник перемеиноro то-
ка); А амперметр; V вольтметр; 3 за
зеылитель; Т токовый электрод; П поте&
циальный электрод;' з.п раССТОЯЮlе заземли
тель потеlЩИальный электрод; , з. т рас-
стояние заземлитель токовый элеКlpОД;
'п.т раССТОЯЮlе потенциальный электрод
токовый электрод
в этом случае коэффициент пропорциональности '113 называют собст
венным сопротивлением заземляющеrо устройства. Собственное сопро
тивление Ф з называется также сопротивлением растекаlШЮ и обозначает
сяR:
R= . 00
Для определения сопротивления растекaIШЮ необходимо измерить
потенциал заземляющеrо устройства V З и разделить найденное значение
потенциала на силу тока 1, протекающеrо через заземлитель. Однако Ta
кое измерение имеет две особенности. Чтобы через испытуемый заземли
тель пропустить ток 1, необходимо на некотором удалении поместить
вспомоrательный электрод. Кроме Toro, для измерения потенциала за
землителя V З (разности потенциалов между эаземлителем и точкой, rде
потенциал равен нулю) нужен второй вспомоrательный электрод(зонд) I .
Вопрос О том, как располаrать токовый и потенциальный электроды
опюсительно заземлителя, является очень важным при проведении из
мерений.
Сосредоточенный заземлитель в однородном 2рунте. Рассмотрим про
цесс измерения в самом простом, хотя и не всеrда имеющем место на
практике случае, коrда rрунт однороден, а заземляющее устройство име
ет неболышfe поперечные размеры.
Под сосредоточенным заземлителем понимают такое заземляющее
устройство, размерами KOToporo можно пренебречь, в данном случае по
сравнению с расстоянием от вспомоrатеЛЬноrо TOKoBoro электрода до
Потенциал зазеМЛЯlOщеro устройства ЧllOIеино равен напряжениlO на
зазеМЛЯlOщем устройстве.
12
испытуемоrо заземлителя. Лонятие "однородный rpYHT" также является
известной идеализацией, более или менее приближенной к реальным
условиям измерения.
Схема измерений может быть однолучевой (рис. 7, а) или двухлуче
вой (рис. 7, б) .
Условие нулевой ОllШбки при измерении сопротивления растеканию
будет обеспе'illваться, если пара метры измерительных схем будут YДOB
летворять выражению
1/тп.т= l/rз.т+ l/r з . п (9)
или
r п . Т = r З . Т rз.п/(r з . т + r з . п ) ,
rде r п . Т расстояние между потенциальным и токовым электродами;
rз. Т и rз. п расстояние между заземлителем и токовым (потенциаль-
ным) электродом.
Такое соотношение между расстояниями должно вьmолняться как
для однолучевой, так и для двухлучевой схемы.
Рассмотрим сначала двухлучевую схему. Если расстояния от заземли.
теля До потенциальноrо и TOKoBoro электродов будут одинаковыми
(ТЗ. Т = Т з. п), то расстояние между токовым и потенциальным электрода
ми равно (уrол между лучами схемы близок к 300) :
rп.т=rз.т/2=rз.п/2. (10)
Двухлучевая схема может быть полезной при измерениях на террито
рии какоrо-нибудь объекта или в rороде, rдe площадка оrpаничена. Ec
тественно, токовый и потенциальный электроды MOryт меняться ролями.
Рассмотрим однолучевую схему, КОfда потенциальный электрод pac
положен между токовым электродом и заземлителем. Из рис. 7, а
следует соотношение между расстояниями:
r п . т = ТЗ. Т r з . п ,
которое подставляем в условие нулевой ОllШбки (9), в результате полу
чаем квадратное уравнение
т 2 з.п + rз.тrз.п r2з.т = о.
Решая это уравнение, получаем
r з . п = О,5тз.т + (0,5rз.т)2 + т 2 З.Т = О,618r з . т .
(11)
Однолучевая. схема с перестановкой nотеНЦUQЛЬНО20 электрода. В ре.
альных условиях проведения измерений сопротивлений заземляющих
устройств раэмеры заземляющеrо устройства и характер rpyнтa иноrда
неизвестны. В этих условиях рекомендации по расположению измери
тельных электродов, изложенные выше, нужно применять с ОСТОРОЖН<r
13
б)
V З V n
3 В) т
Рис. 8. Измерение сопроmвления с пере станов кой потеlЩИалыюl'O электрода
стъю. Однако путем дополнительных затрат времени и некоторосо ус-
ложнения методики измерений можно реПllПЬ проблему достаточно точ-
ных измерений в самом общем случае.
На рис. 8, а показаны кривые спада потеlЩИала заземлителя и токово-
со электрода Т. Примерные f'раницы областей резкоrо спада потенциа-
ла заземлителя и токовосо электрода на поверхности земли условно по-
казаны на рис. 8. б. Вследствие неоднородности срунта эти f'рашщы не
будут иметь форму правильных окружностей, однако при достаточ-
ном взаимном удалении заземлителя и токовосо электрода можно обна-
ружить область (отрезок тп на прямой кратчайшеrо расстояния), ['Де по-
тенциал изменяется настолько мало. что эту область можно принять за
зону "нулевоrо потенциала"l.
Для установления зоны "нулевоf'О потенциала" нужно измерить раз-
ность потенциалов, переставляя потенциальный электрод (зонд) через
определенные расстояния, ДВИf'аясь от заземлителя к токовому электро-
1 Область плавноrо изменения потеlЩИала, БЛИзкоrо нулю.
14
ду. Коеда потенциальный электрод попадет в зону "нулевоrо потеlЩИа
ла", измеренное напряжение перестанет изменяться, оставаясь таким же,
как при установке зонда в точке т. При перемещении зонда из точки 3 в
точку т напряжение (разность потенциалов) между заземлителем и зон
дОМ (V З V n ) возрастало. Эта разность потенциалов будет расти и при
перемещении зонда из точки п в точку Т: из V З будут вычитаться отри-
цательные значения, возрастающие по абсолютной величине. В результате
будет снята потенциальная кривая (рис. 8, в). fоризонтальный участок
этой кривой соответствует потенциалу заземлителя Vз. Если при снятии
потенциальной кривой используется измеритель сопротивления, который
показывает отношение измеренноrо напряжения к силе тока, то форма
потенциальной кривой остается той же, но по оси ординат будет отложе-
на величина (Уз Vn)/I, а rоризонтальный участок станет соответство-
вать искомому сопротивлению растеканию:
R=Vз/I=W з . (12)
При первом снятии потенциальной кривой зона "нулевоrо потенциа-
ла" (участок тп) может не обнаружиться. В таких случаях нужно уда-
лить токовый электрод на большее расстояние и снять кривую вновь. Ta
кая методика может и не дать нужноrо результата, это будет свидетель-
ствовать о резкой неоднородности срунта на площадке, сде проводятся
измерения.
Повышение точности измерений внеоднородных 2РУНТах. Очень час-
то измерения приходится вести в срунтах, сопротивление которых раз
лично в различных точках. Если, например, сопротивление верхних слоев
срунта меньше, чем у нижележащих, и это отличие велико. то rоризон
тальный участок у потенциальной кривой (или кривой сопротивления)
можно получить отнеся токовый электрод лишь на очень боЛЬШllе рас-
стояния, которые для эаземлителей опор мосут превьnuaть 100 м_ Такие
расстояния требуют увеличения длины проводов и не всесда возможны
из за особенностей местности. Отсутствие rоризонтальноrо участка на
кривой сопротивления не поэволяет точно оценить сопротивление зазем-
лителя. Однако и в этом случае значение сопротивления можно найти с
Поrрешностью, не превышающей 10%. Для этоrо кривую сопротивления
нужно снять два или три раза по одному направлению и при разных
расстояниях до токовосо электрода. Методика этих измерений следую
щая.
При первом снятии кривой сопротивления токовый электрод распола
rают на расстоянии rз. т равном 20 ЗО м от центра опоры. Кривую
сопротивления снимают, передвиraя потенциальный электрод с шаrом
соответственно 2 З м, т. е. через 0,1 расстояния до токовосо электро
да. Эту кривую наносят на rрафик, по rоризонтальной оси которосо от-
кладывается относительное расстояние до потеJЩИальноrо электрода
rз.п/rз.т, т. е. отношение расстояния от центра опоры до потенциальноrо
электрода rз.п к расстоянию rз.т, Значения r з .п/rз.т изменяются от 0,1
15
до 0,9, а если потенциальный электрод передвиrать по этой же линии, но
уже за токовый то от 1,1 и более. По вертикальной оси rрафика от-
кладываются значения сопротивлений. измеренных при 'з.п/'з.т = 0,1;
0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0.6; 0,7; 0,8; 0.9. По виду снятой кривой можно су-
дить о том, достаточно ли только ее для определения сопротивления. Для
этоrо проверяется наклон в средней части кривой по правилу: (R О . б
RO.4)/Ro.s 0,1, rAe индексы при R означают 'з.п/'з.т. при котором
произведено измерение сопротивления. Если это правило не вьтолняет-
ся, т. е. относительное расхождение между R О . б и Ro.4 составляет более
10%, то токовый электрод переставляется дальше, на 40 50 м от центра
опоры, и снимается новая кривая при тех же относительных расстояниях
до потенциальноrо электрода. При этом шаr передвижения будет уже
4 5 м, что также составляет 0,1 '3.Т' Кривая сопротивления при боль-
шем разносе строится на том же rрафике. Она должна пересечься с пре-
дыдущей кривой в одной точке. Значение сопротивления в этой точке бу-
дет близко к истинному значению сопротивления заземлению. При рез-
кой неоднородности rpYНTa пересечения кривых может не наступить. В
этом случае используются два приема.
Первый из них состоит в дальнейшем увеличении расстояния до токо-
Boro электрода до 70 100м и снятии третьей кривой, которая должна
пересечъся с предыдущей. В этом случае за измеренное сопротивление
принимается значение в точке пересечения второй и третьей кривых. Ес-
ли по условиям оrраничения длины измерительных линий это сделать не-
возможно, то используют второй прием. он состоит в том, что, оставив
токовый электрод на расстоянии 40 50 м, потенциальный продолжают
передвиrать по той же линии дальше TOKoBoro. т. е. на расстояния
'з.п/'з.т = 1,1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5. Снятую кривую наносят на тот же rpa-
фик. За сопротивление, близкое (с точностью до 20%) к истиному сопро-
тивлению зазеМnителя. можно принять значение R t ,4. измеренное при
положении потенциальноrо электрода в точке с 'з. п/'з. т = 1,4.
Сказанное иллюстрируется рис. 9, на котором по казаны кривые, сня-
тые на реальном заземляющем устройстве. Кривая 1 снята при наимень-
шем расстояниии до TOKoBoro электрода, 2 при увеличенном. Точка пе-
ресечения кривых 1 и 2 дает измеренное значение, равное 9,8 Ом. Сопро-
тивление, измеренное при '3. п/' з. т = 1,4, имеет значение 10,2 Ом. Как ви-
дим, эти значения близки. Из этоro же рисунка видно, что на кривых 1 и
2 отсутствует rоризонтальный участок, а значение Ro,s различно для раз-
личных кривых и значительно ниже истинных 1 О Ом. Следует также за-
метить, что если при измерениях получаются кривые, ход которых замет-
но отличается от хода показанных на рисунке (например, наблюдается
спад сопротивления при росте '3. п)' то это означает. что в земле находят-
ся мешающие металлические предметы и направление измерений следует
изменить.
Нетрадиционные схемы измерений. Для сетей с изолированной нейт-
ралью напряжением 0,4 кВ предложен способ (автор В. и. Карелин)
16
Rизм,Dм
11
10
9
6
7
Б
5
l;
0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1
1,3 r з . п /r J . т ,оmн.ед.
Рис. 9. Пример I<pИВЫХ иэмеренноro сопротивления в эавИalМОС1И ОТ ОТНОalтель-
HOro расстояния ПО потенциальноro электрода:
1 rз.т==30;2,3 'з.т ==40 м
заключающийся в определеlШИ зоны нулевоrо потенциала испьпуемоrо
заэемлителя и установке в ней вспомоrательноrо ТOKoBoro электрода.
СОПроrnВлеlШе KOТOporo предварительно измеряется по двухлучевой
схеме. Измеряют также части тока однофазноro замыкания источника с
изолированной нейтралью через испытуемый и вспомоrательный зазем
лители. По полученным результатам вычисляют искомое сопротивлеlШе.
Этот способ можно использовать при болыlшx размерах заземлителей.
требующих болыlшx разносов при традиционном способе измереlШЯ.
Осуществляются измереlШЯ следующим образом.
На поверхности земли определяют зону растекания в одном из напра
влеlШЙ от испытуемоro заземлителя с помощью схемы, в которой ис-
пользуется существующая электрическая сеть с изолированной нейт
ралью. Одна из фаз через выключатель с токовой защитой соединяется с
заземлителем, и с помощью вольтметра, подсоединяемоro одним концом
к заземлителю, а друrим к вспомоrательному потенциальному электро-
ду измеряется напряжение по мере удалеlШЯ потенциальноrо электрода
от заземлителя. rраницу зоны нулевоro потенциала указьmает такое
расположение потенциальноro электрода: при котором измеренное
напряжение отличается от предыдущеro не более чем на 5%. При извест-
НЫХ длинах лучей эта точка располаrается на расстояlШИ не Менее трех
длин. В найденной точке устанавливают вспомоrательный токовый
электрод и измеряют ero сопроrnвлеlШе по двухлучевой схеме с paCCTO
ЯlШями до измерительных электродов 30 и между lШМИ 15 м.
17
R6 =/2(R 8 +R 9 )//1 Rs,
Рис. 10. Схема измерения сопротивления в сети
дО II<В с изолированиоА неll:тралью:
1 электрическая сеть; 2 выключатель;
3, 5, 8 проводники; 4, 7 амперметры; 6
испы'yемыыl: заземлитель; 9 вспомоraтель-
ный заземлитель
Измерение токораcnределения между
испытуемым и вспомоrательным зазем-
лителями производят по схеме рис. 10.
Амперметр 4 необходимо раcnолаrать
в непосредственной близости от испы-
тyeMoro заземлителя 6, амперметр 7
от вспомоraтельноrо TOKoBoro зле кт-
рода 9. Искомое сопротивление вы-
числяется по формуле
{"де R9 сопротивление вспомоrательноrо TOKoBoro электрода; Rs и
R8 сопротивления проводов; /1 И / 2 токи соответственно через
испытуемый заземлитель и через вcnомоrательный токовый злектрод.
Недостатком описанноrо способа яляется невозможность полностью
исключить влияние вспомоrательноrо злектрода на испытуемый зазем-
литель. Для повьnuения точности определения сопротивления заземлите-
ля болыlllix размеров можно использовать схему, показанную на рис. 11
(автор П. м. rриrорян). в зтой схеме электроды и заземлитель не распо-
лаrаются на одной линии. Токовый злектрод 2 должен быть расположен
таким образом, чтобы расстояние от Hero до заземлителя 1 бьто равно
расстоянию от последнеrо до потенциальноrо злектрода 3. После уста-
новки вспомоrательных злектродов и сборки схемы производят два из-
мерения сопротивления, получая R' 1 при переключателе в верхнем поло-
жении и значение R'2 при переключателе 7 в нижнем положении. При
указанном расположении злектродов разность измеренных значений бу
дет равна разности истинных значений. Истинное значение сопротивления
TOKoBoro злектрода можно узнать непосредственным измерением, как в
предьщущем случае. Если ero значение равно R 2 , то истинное значение
сопротивления испытуемоrо заземлителя будет равно: R зR' 1 R' 2 + R 2.
Крупным недостатком описанноrо способа является необходИМОСТЬ из-
мерения большоrо сопротивления вспомоraтеЛьноrо TOKoBoro злектрода
с точностью до TpeTbero или четвертоrо знака, так как сопротивление ис-
пытуемоrо заземлителя, как правило, в 100 раз и более меньше сопро-
тивления вспомоrательноrо. Такая точность при современных методах и
измерителях сопротивления заземления практически недостижима.
18
Рис. 11. Схема разностных измерений
сопротивления заземления:
1 заземлитель; 2 токовый
электрод; 3 потеlЩИ3ЛЬНЫЙ
электрод; 4 источник тока; 5
амперметр; б вольтметр; 7 пе
реключатель
2
р
Рис. 12. Схема измерений сопротивле-
ния заземления с использованием LC
контура: .
1 заземлитель; 2 l"eHepaTOp;
3 ИндУктивное сопротивление; 4
дополнительный резистор; 5 nлас1И
на
Кроме описанных известен также способ измерения сопротивления за
земления. rAe штыревые злектроды отсутствуют, а цепь измерительноrо
тока содержит последовательный LC KOНYYP (авторы о. А. Петров,
ю. В. Ситчихин, А. и. Сидоров). Способ иллюстрирует рис. 12. Между тo
ком / в цепи заземлителя и напряжением сенератора U в общем случае
существует сдвиr по фазе, который равен нулю, если контур LC настроен
в резонанс. При такой настройке активное сопротивление в цепи зазем
лителя равно R + Ro = и//, сде R сопротивление заземлителя,R о co
противление остальной цепи измерительноrо тока. Напряжения на reHe
раторе U и на дополнительнОм резисторе и 1 преобразуются электронны-
ми устройствами, специально разработанными для зтой цели. На выходе
преобразователей реrnстрируется величина, значение которой пропорцио
нально измеряемому сопротивлению заземлителя R. Реrnстрирующий
прибор проrрадуирован в омах и может использоваться как измеритель
сопротивления заземления.
Схемы измерения сопротивлений заземляющих устройств опор. объ-
единенных lрозозащuтным тросом. В случае, если заземляющее устрой
ство исследуемой опоры посредством rрозозащи:тноrо троса соединено с
заземлителями соседних опор, рассматриваемая измерительная установ-
ка имеет ряд особенностей: прежде всесо, через заземлитель исследуемой
опоры проходит часть измерительноrо тока, в то время как через вспо
моrательный токовый электрод весь ток сенератора. Объясняется зто
тем, что от заземлителя исследуемой опоры часть тока сенератора OTca
сьmается к соседним опорам, проходит через их заземлители и возвраща-
ется в reHepaTop через вспомоrательный токовый злектрод. Удобно BBe
сти величину, КОТОрая показывает, во сколько раз сила тока сенератора
19
больше силы тока в заземляю
щем устройстве испытуемой
опоры, "козффициент OT
соса" k OTC .
В СиБНИИЭ разработан спо
соб измерений, при использо
вании KOToporo кроме обще
принятой схемы измерения
Cl (рис. 13, схема 1) использу
ются две друrие. Эти допол
нительные схемы Позволяют
определить коэффициент oт
соса.
На рис. 13 покаэано подключение измерителя, имеющеrо ДВа токовых
зажима reHepaTopa тока и два потенциальных зажима для измерения раз
ности потенциалов. Электроды Пl, П2, СЭ удалены от опоры соответст-
веюю на 10, 20, 30 м. Электрод ВТ расположен симметрично электродам
Пl и П2 и удален от них на 30 м. Указанные расстояния приняты с уче
том TOro, что заземлитель является сосредоточенным, для чеrо достаточ
но, чтобы размеры ero по rоризонтали не превышали 3 м. По схеме 1 из-
мерение ведется общепринятым способом, при этом измеритель покажет
сопротивление R 1, равное отношению измеренной разности потенциалов
к силе тока reHepaTopa.
Сопротивление растеканию, подлежащее измерению, будет равно:
R = kOTCR 1 + Д.
Схема 1
Схема 2
ф3
С}(ема 3
I\rc. 13. Схема измерениЯ сопротив
пения заземлJПOЩИХ устроЯств опор
без отсоединения rpозозащитноro
троса:
схема J измере1JИе R 1 ; схема
2 измерение R2; схема 3 изме.
рение Rз; 3 заземлитель опоры;
сэ сравнительный токовый элек
троп; вт вспомоraтельный ТOKO
вый эпектроn; ПJ и П2 потеlЩИ-
альные электроды
(13)
rAe Д. поправка, которую нужно вводить. Коэффициент отсоса k OTC '
как правило, имеет значение> 1, поэтому ero необходимо измерять. Для
этоrо служат схемы 2 и 3 на рис. 13. Электроды ВТ (токовый) и Пl (по-
тенциальный) являются дополнительными электродами. По схеме 2 для
измерения значения R 2 ТОК пропускают через электроды СЭ и ВТ; элек
трод ВТ в силу CBoero симметричноrо расположения относительно
20
Рис. 15. Расположение электродов OT
носителъно опоры
Рис. 14. Схема переключателя к изме.
рителю сопроmвлений и элек'lpОД8М:
1 и 6 опора; 2 элеюрод сэ ;
3 элеюрод ВТ; 4 элек'lpОД Пl;
5 электродЛ2
[2 I ,
l Л 2
RJ
EzJk,
lR2
RJ
Е 1 Ik
lR2
RJ
[1 li
lR2
Л3
1 б
15м ч
5м
r ,
I А I
I I
I 0 I JOM I
I I
I I
I I
I I
L. J
5м
5
75м
2
электродов П1 и П2 создает на этих электродах одинаковые потенциалы,
и эти потенциалы можно не учитьmать при иэмерении.
По схеме 3 для измерения R3 ток пропускают через заземлитель опо
ры и электрод вт, а напряжеЮfе измеряется на электродах П1 и П2.
Разделив значеЮfе R 2 на Rз, находят коэффициент отсоса:
k OTC == R2/R3. (14)
Поправка 11 определяется по формуле
11= R2 ( 1\ (15)
\ З R3 1)
Процесс измерений значительно упрощается, если между измеритель--
ным прибором и измерительными электродами установить переключа
тель, приlЩИl1иальная схема KOТOporo показана на рис. 14. Положения пе
реключателя соответствуют измереЮfЯМ R 1, R 2 И R 3' Переключатель
имеет четыре зажима для присоединеЮfЯ к прибору: 11, Е 1 , Е 2 , 12 И
шесть зажимов для присоединеЮfЯ к электродам и заземлителю опоры. В
схеме переключателя предусмотрена возможность контроля СОПроТИВле
ЮfЯ токовой и потенциальной целей. Время измерений также сокращает
ся, если провода, соединяющие прибор с электродами, имеют YCTaHOB
леlПIую длину и намотаны на катушках, расположеlПIЫХ так, как показа
но на рис. 15.
21
По этому методу бьт выполнен большой объем сравнительных изме-
рений, коrда rpoзозашитный трос Mor быть отсоединен от опоры. Стати
стическая обработка результатов измерений показала, что наибольшее
значение поrрешности, обусловленной двумя дополнительныМи измере-
ниями, составляет 25%. Практика показьmает, что при больших отсосах
измерительноrо тока сопротивление Rз, измеренное по схеме 3 рис. 13,
близко к 0,01 Ом. При использовании при бора M 416 требуется усили
тельная приставка. Измерителем Ф 4103 сопротивление R3 может быть
измерено непосредственно.
Способ измерения сопротивлений заземляюших устройств без OTcoe
динения rрозозащитноrо троса, схемы KOToporo рассмотрены, может
применяться и при портальных опорах.
В ряде знерrосистем для измерения сопротивлений заземляюших YCT
ройств железобетонных опор без отсоединения троса применяют расчет
ныи метод: учитьmают диаметр и длину заrлубленноЙ части опоры. При
зтом удельное сОПРОтивление rpYНTa измеряют вблизи опоры с помошью
пробноrо электрода.
Способ СиБНИИЭ может иметь более широкое распространение, так
как позволяет про водить измерения не только на железобетонных, но и
на металлических опорах. Существенным преимуществом зтоrо способа
является использование измерителей сопротивлений М -416, Ф-4103 и
МС-08.
Эти же приборы MOryT быть применены для измерений по способу
АзНИИЭ. Для определения сопротивления заземляющеrо устройства до-
статочно измерить сопротивление всей заземляющей системы трос
опоры у трех последовательно расположенных опор:
R'I< 1; R'I<; R'I<+ l'
Искомым является сопротивление заземления средней опоры с истин
ным (без троса) значением сопротивления заземляющеrо устройства
RI<' Если обозначить сопротивление троса в пролете межцу опорами .R Tp ,
то в результате преобразований довольно сложных выражений получают
квадратное уравнение для RI<:
, , , .J. " 2 ) 2
(4RI< RI< +1 RI< I 2 4RI<RI< 1 +R тр R 1<+
+ (4R' 1< J 4RI< R' I< 1 + R 2 Tp)RI< + R R2 тр = о,
(16)
которое можно решать, например, с помошью микрокалькулятора.
Этот способ предъявляет достаточно высокие требования к точности
измерительных приборов, так как сопротивления системы трос опоры
для рядом стоящих опор близки по значению:
Нрмеропоры. . . . . .69
R к, ОМ . . . . . . . . . 1,9
70
1,1
71
0,6
72
0,35
73
0,4
74
0,2
75
0,5
22
l
З. ИЗМЕРИТЕЛИ СОПРОТИВЛЕНИЙ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Распространенным измерителем является прибор типа М 4] 6. Казахс
КИЙ сельскохозяйственный институт совместно с ВНИИЭП разработал
новый измеритель сопротивлений заземления пmа Ф 41О3, серийный BЫ
пуск KOToporo начат производственным объединением "MeroMMeTp" (r.
Умань). На предприятиях электрических сетей Moryт применяться при
боры типа MC 08. Технические характеристики указанных измерителей
приведены в табл. 1.
В измерителе М 416 используется компенсациOlrnый принцип Измере
ния: напряжение меж,ду двумя точками земли (или между заземnителем
и вспомоrательным токовым электродом) уравновешивается напряже
нием на известном сопротивлении резистора, встроеююrо в прибор. Ис
пользуя равенство токов в ЭТОМ резисторе и исследуемом участке элект
рической цепи (или известное соотношение между токами) . определяют
искомое сопротивление.
Принципиальная схема измерителя приведена на рис. 16 и содержит
три функциональных узла: источник постоянноrо тока, преобразователь
постоянноrо тока в переменный и измерительное устройство.
Источником постоянноrо тока служат три последовательно соединен
ных сухих элемента типа 373 ("Марс") напряжением 4,5 В. Преобразова-
тель выполнен на четырех транзисторах 1'1 1'4 по двухтактной схеме с
заземленным эмиттером и состоит из задаюшеrо [енератора с трансфор-
матором 1'И1 и усилителя мошности с трансформатором 1'И2. Частота за-
дающеrо [енератора изменяется от 800 до 1200 [ц. Внешняя токовая из
мерительная цепь подключается к зажимам 1 и 4, при зтом зажим 4 со-
единяется с выходом преобразователя через обмотку трансформатора
1'И2. При наrpузке до 500 Ом, соrласно инструкции по зксплуатации,
преобразователь обеспечивает ток в измерительной цепи около 10 мА.
Рассмотрим работу измерительноrо устройства. Переменный ток, ин-
дуцируемый во вторичной обмотке трансформатора ТИ2, одновремен-
но проходит и по первичной обмотке трансформатора 1'из. Напряжение,
Т а б л и ц а 1. Технические характеристики измерителей сопротивлений за-
землению
Тип при60ра
Пределы измере
ния. Ом
Поrpеunюсть
измерения, %
Раfiочая часто-
та /. rц
Напряжение
при раЗОМКНУ-
той токовой
цепи. В
M 416
Ф-4103
МС-08
10 1 103
3.10 27103
2'10 2 7103
s
4
I.S
1000
280
SO
13
40
20
23
п1
1
2
Tll1
1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
1 2 3 4
4
2 56
п14 1J1 7
С6 1 6
п15 D2 9
10
11
12
Рис. 16. ПРИlЩИШlзлъная схема измерителя М-416
образующееся на вторичной обмотке трансформатора тиз при прохож
дении в ero первичной обмотке измерительноrо тока, компенсирует Ha
пряжение внешней потенциальной измерительной цепи, подключенной к
зажимам 2 и 3. Вторичная обмотка трансформатора тиз подключается
к специальному калиброванному переменному сдвоенному резистору
(реохорду) R20, R21. Компенсация осуществляется путем переключения
витков вторичной обмотки трансформатора тиз и изменения положения
сдвоенноrо резистора. Нескомпенсированное напряжение через усили-
тель подается на индикатор. Отсутствие тока в цепи индикатора опреде-
ляет момент компенсации. Сдвоенный резистор и rалетный переключа-
тель В1 имеют цифровые llII<алы, позволяющие определять измеряемое
сопротивление. Усилитель, предназначенный для повышения чувствитель-
ности прибора, собран на двух транзисторах Т5 и Т6 по схеме с общим
эмиттером. Коэффициент усиления ero не менее 20. В усилителе приме
нена термостабилизация режима, осуществленная включением в цепь баз
транзисторов Т5 и Т6 делителей напряжения, состоящих из резисторов
R6. R7 и R10. Rll. На входе усилителя включен фильтр, состоящий из
конденсаторов С1, С2 и реактора (дросселя) L1. Выход усилителя нзrру-
жен на фазочувствительный синхронный детектор, вьmолненный на двух
rерманиевых диодах п1 и п2, включенных по схеме однополупериодно-
24
r "'""'"7"""'" '
t--- Иl!... J I
тl I
П2 1
I
I
I
L
r I
r rT
I
I
711
I
I
. I
..J
..,
I
I
I
I
11 f5B
изи
Рис. 17. Функциональная схема измерителя Ф 4103
1'0 вьmрямлеlШЯ. Вьmрямленное напряжеlШе поступает "а микроампер.
метр маrlШтоэлектрической системы М.
Прибор М 416 вьmолнен в пластмассовом корпусе с откидной крыш
кой. На лицевой стороне прибора расположены ручки переключателя
пределов измерения, реrуляroра чувствительности и реохорда, кнопка
включения прибора, четыре зажима для подкпючеlШЯ .токовой и потенци-
альной измерительных цепей. ВlШзу корпуса имеется отсек для разме
щеШIЯ элементов nитаlШЯ. Масса прибора без упаковки 3 Kr, raбарит
245 х 140 х 160 мм.
ВнеlШIЯЯ потенциальная цепь присоединяется к двум потенциальным
зажимам. В приборе предусмотрена реrулировка потенциальной цепи для
обеспечеlШЯ постояннOI'О значеlШЯ сопротивления.
Характеристики измерителей М 416 и МС 08 (см. табл. 1) предъявля
ют ряд требоваlШЙ к условиям измереlШЙ, в первую очередь к сопротив-
лению внеlШIей токовой цепи. Допу"rn:мые значеlШЯ сопротивлеlШЯ TO
ковой цепи (0,25 lкОм дЛЯ МС-08; 0,5 1 кОм дЛЯ М-416) не
позволяют применять эти приборы при измерClШЯХ в rpYНTax с высоким
удельным сопроrn:влеlШем.
В приборе Ф 4103 по сравнеlШЮ с измерителем М.416 IШЖlШй предел
измереlШЯ уменьшен до 0,03 Ом, а высокое входное сопротивлеlШе (вы-
ше в 2000 раз по сравнеlШЮ с М-416 и составляет 840 кОм) позволяет
увеличить сопроrn:влеlШе токовых и потенциальных электродов соответ-
ственно до 1000 и 2000 Ом в диапазоне R = 0,03 7 0,3 Ом. Функциональ-
ная схема измерителя Ф.4103 приведена на рис. 17. Она состоит из reHe-
25
ратора измерительноrо тока rr и избирательноro вольтметра ив с зажи-
мами Tl, т2 и Иl, И2 для подключения токовых и потенциальных элек-
тродов соответственно. reHepaтop измерительноro тока предназначен для
формирования стабилизированноro измерительноro тока прямоуrольной
формы частотой 280 rц. Он состоит из стабилизатора напряжения СН,
преобразователя напряжения ид усилителя мощности УМ и стабилиза-
тора измерительноro тока ст. Усилитель мощности питается от стабили-
затора напряжения при нажатой кнопке И3М Избирательный вольтметр
на фоне помех выделяет полезный сиrнал частотой 280 rц, пропорцио-
нальный измеряемому сопротивлению. Вольтметр состоит из BXOДНOro
делителя вд, фильтра нижних частот ФНЧ, ключа ПКО, синхронноro ин-
TerpaTopa си, усилителя у, синхронноrо детектора СД, формироватenя
синхронизирующих импульсов ФСи, измерительноrо прибора ил В ка-
честве измерительноro прибора использован микроамперметр типа М -93
на ток 200 мкА. Функциональные узлы и блоки собраны на полупровод-
никовых и интеrpальных микросхемах с применением печатноro монта-
жа, напряжение питания 11-15 В от сухих элементов, обеспечивающих
до 500 измерений.
4. ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЙ
ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ ОПОР ВЛ
БЕЗ ОТСОЕДИНЕНИЯ rРОЗОЗАщитноrо ТРОСА
Ирuмененuе трансформаторов тока. Для получения правильноro ре-
зультата при измерениях, КOI-да rрозозащитный трос не отсоединен, не-
достаточно знать напряжение на заземляющем устройстве: необходимо
определить ток, стекающий с заземлителя испытуемой опоры.
Наиболее простым средством определения тока, протекающеro через
заземлитель опоры, Moryт служить токоизмерительные клещи (разъем-
ные трансформаторы тока), а напряжение на заземлителе измеряют с по-
мощью вольтметра и потенЦИальноro зонда. Одной из модификаций это-
ro способа является использование для металлических опор четырех
трансформаторов тока, обмотки которых соединены последовательно и
включены на измеритель тока. На рис. 18 представлена схема измерения
тока трансформаторами (автор и. А. Носков- Дукельский). Измеритель
тока А должен иметь достаточно высокую чувствительность, так как
применение источников тока большой мощности в полевых условиях за-
труднительно.
От индивидуальноro источника тока можно отказаться, если в качест-
ве измеритenьноrо использовать ток, наводимый в rрозозащитном тросе
и стекающий в землю через заземлитель опоры (автор способа с. М. По-
пов). Для измерения тока по зтому методу (рис. 19) используются токо-
измерительные клещи и микроамперметр (мкА); для определения на-
пряжения на заземлителе опоры служит зонд, который устанавливают на
26
P\lc. 18. Схема измерении тока трансформаторами:
1 металлическая опора; 2 трансформаторы тока
P\lc. 19. Схема измерении тока без ПОСТОрОIOlеro источника
27
расстоянии не менее 30 м от опоры (предполаrаемая зона нулевоrо по
тенциала). Для обеспечения достаточной чувствительноС1И прибора ис-
пользуют усилители измеряемых напряжений и токов, к схемам KOTO
рых предъявляются высокие конструктивные требования. Существен
ным недостатком прибора являются сложность изrотовления и необхо
димость периодической калибровки в заводских условиях.
В Дальэнерrо с 1972 ['. эксплуатируется портативный прибир, работа
ющий по этому принципу. Стекающий в землю ток измеряют микроам-
перметром типа M 24 или M 265M. Вольтметр подключается к опоре
и потенциальному электроду экранированным кабелем. Потенциальный
электрод располarается перпендикулярно к линии электропередачи на
расстоянии не менее 30 м. Если с обеих сторон линии, на которой произ
водят измерения, на расстоянии менее 30 м установлены опоры парал
лельных линий, то потенциальный электрод устанавливают вдоль линии.
Усилителями для цепей напряжения и тока являются трехкаскадные уси
лители переменноro тока с емкостной связью, собранные на транзисто
рах типа МП 1 03. В схеме использованы терморезисторы, включенные в
каждый каскад усилителя. Сердечник токоизмерительных клещей сече-
нием 10 х 10 мм 2 навит лентой пермаллоя марки 79МН толщиной 0,3мм
и подверrнут специальной термообработке. Внутренний диаметр
токоизмерительных клещей 450 мм. На каждой половине клещей
наложены обмотки из провода ПЭВ 2 сечением 0,41 мм 2 по 1000 витков
каждая, соединенные последовательно. Поверх обмоток наложен экран
из одноrо слоя медной фольrи толщиной 0,1 мм и IIШриной 10 мм,
соединенный с землей. Каждая половина клещей залита эпоксидным
компаундом.
При использовании трансформаторов с разъемными сердечниками не-
обходим источник тока большой мощноС1И, причем напряжение должно
быть понижено до безопаснorо значения. Безопасность и упрощение про
изводства измерений MOryт быть обеспечены при измерении сопротивле-
ний повторных заземлений нулевоrо провода в сетях напряжением до
1 кВ с rnухозаземленной нейтралью (способ измерения разработан в
ВИЭСХ, авторы М. и. Верхоrnядов иВ. Р. Король). В качестве истОчника
электрической энерrии используется потенциал нулевоrо провода четы.
рехпроводной сети. Вследствие несимметрии однофазной наrрузки по
нулевому проводу проходит ток, который создает падение напряжения.
В результате зтоrо на всех повторных заземлителях постоянно присутст-
вуют потенциалы, которые вызьmают протекание тока через заземлители
в землю. Для определения сопротивления заземлителя вольтметром из
меряют напряжение на заземлителе и силу тока в заземляющем спуске
и в соответствии с законом Ома делят напряжение на силу тока. Вольт-
метр одним зажимом присоединяют к заземлителю, а друrим к по-
тенциальному электроду, расположенному на расстоянии не менее 20 м.
Значение тока, протекающеrо через заземлитель, измеряют амперметром
28
1..
-=- Н Т
l
-=- Ян
Рис. 20. ПРЮЩИffilМъная схема импульсно
ro измерителя сопроmвлений
с помощью токоизмерительных клещей, не разрьmая цепи заземляющих
спусков.
Способ KocBeHHoro определения тока, стекающеrо в землю, лежит в
основе измерений по схемам 2 и 3 рис. 13.
ВысокочаСТОТ1lые устройства. При повышении частоты измерительно
ro тока в большей степени проявляется индуктивность опоры и троса,
сопротивление которых значительно превьшшет сопротивление заземля
ющеrо устройства. Поэтому при измерении соседние опоры влияния не
оказьmают.
Высокочастотный прибор для измерения сопротивлений вьmушен
одной из фирм ФРr. В приборе применен кварцевый reHepaTop тока
частотой 25 кrц, а интеrральные схемы обеспечивают неизменное значе
ние измерительноro тока при сопротивлении вспомоrательноrо TOKoвoro
электрода не более 1000 Ом. Для измерения напряжения используется
усилитель с входным сопротивлением 250 кОм, так что сопротивление
потенциальноrо электрода не сказьmается на результатах измерений. AK
тивный nmрокополосный фильтр пропускает на усилитель составляю
щую напряжения только от измерительноrо тока. Ресурс работы прибора
без подзаряда аккумуляторов 300 измерений. Сопоставление резуль
татов измерений, вьтолненных при помощи высокочастотноrо прибора и
полученных обычными методами при измерительном токе низкой часто
ты, показьmает, что при сопротивлении более 15 Ом результаты получа
ются заниженными, а при сопротивлении менее 3 Ом завышенными.
Импульсные измерители. Схема импульсноrо измерителя сопротив
лений по казана на рис. 20. Метод измерения с помощью KaToднoro oc
циппоrрафа бьт предложен в 1952 r. В 1955 r. сотрудники rдaHbcKoro
политехническоro института предложили метод, основанный на cpaBHe
нии двух напряжений: на сопротивлении заземляющеro устройства опо
ры и на последовательно включенном известном сопротивлении.
29
, .
Конденсатор С емкостью 20 пф служит источником импульсов. Тират
рон тлеющеro разряда Т повторяет импульс тока в цепи. содержащей co
противление заземляющеro устройства опоры R и и сопротивление вспо
моrательноro lOKoBoro электрода R T . Напряжение, создаваемое импуль
сом. равно примерно 1000 В. а сила тока в цепи 1 А. Цепь разряда со-
держит два постоянных элемента R 1 = 240 Ом и L 1 = 400 MKrH и один из
сменных элементов: R 2 = 240 Ом либо L 2 = 1000 MKrH, присоединяе-
мых с помощью переключателя 1. При использоваmm сопротивления R 2
фронт формируемоrо импульса тока имеет длительность около 0.5 мкс.
при использовании L 2 около 3 мкс.
Если пролет линии не очень короток. то измеренное сопротивление
при длительности фронта импульса 0.5 мкс определяется выражением
R и = R/(l + RjO.5Z).
(17)
"де R истинное сопротивление заземляющеrо устройства; Z волно-
вое сопротивление rрозозащитноrо троса. Если R = 10 Ом; Z = 200
400 Ом. то R и = (0.91 0.95)R.
Следовательно, измеренное сопротивление R и почти равно истинному
сопротивлению. При длительности фронта импульса 3 мкс измеренное
сопротивление будет меньше из за отражения волн от соседних опор,
особенно в тех случаях, Коrда длина пролета мала. Если сопротивление
вспомоrательноrо TOKOBOro электрода не превышает 1000 Ом. то ошиб-
ки из за отражения от Hero импульсов, как установлено дополнительны
ми измерениями, незначительны.
Известные сопротивления Ro со значениями 2, 5. 10,20,50. 100 Ом
включаются переключателем 2. Электронный вольтметр V с переклю-
чателем 3 служит для измерения двух сравниваемых напряжений: на
заземлителе опоры (между заземлителем и потенциальным электродом)
и на известном сопротивлении Ro.
Электроды R T и Rn располаrают по обе стороны линии на расстояниях
50 м от нее.
Для питания прибора служит батарея напряжением 6 В и током 2,8 А.
Преобразователь на двух транзисторах выдает переменное напряжение в
1 кВ для импульсноrо "енератора и 200 В для электронноrо вольтметра.
Напряжение на конденсатор С подается через кремниевый вьmрямитель.
Импульсы повторяются около 220 раз в секунду. Точность измерения
R и можно оценить в 5 10%. Размеры прибора 370 х 280 х 130 мм, мас-
са составляет 4.7 Kr.
В Сибтехэнерrо разработан опытный образец импульсноrо измерите-
ля. Ero размеры 180 х 250 х 350 мм, масса без источников питания сос-
тавляет 7 Kr. Измеритель отличается тем, что с целью повышения точно
сти измерения введены стабилизатор импульсноro тока и расширитель
импульсов с отделением помех.
30
1
-:-
1'1 -:-
w
12 '1-
Б g7
Рис. 21. Схема уравнивании потеlЩИaJ10В на соседних
опорах
Способы и устройства с уравниванием nотеНЦИШlOв на оnoрах. Способ,
предложенный л. Е. Эбиным, заключается в том, что от источника тока,
используемоrо для измереннй, одновременно подается сиrнал на две co
седние опоры, расположенные слева и справа от испытуемой. ЗначеЮfе
этоrо сиrнала реrулируется таким образом. что разность потенциалов
меЖдУ опорами равна нулю. Такое потенциальное соотношеЮfе исклю
чает отвод тока по тросу от испытуемой опоры и леrко позволяет за
фиксировать ток, стекающий через заземлитель. Способ иллюстрируется
схемой на рис. 21. Ток, подводимый к опоре 1, будет проходить вдоль
ЛИЮfИ влево; ток. подводимый к опоре 2 только вправо. Через зазем-
литель будет протекать ток, подводимый к испытуемой опоре 3. В этих
условиях цепь средней (испытуемой) опоры может быть использована
для измереЮfЙ так же, как и при отсутствии троса. Переключатель 4
служит для измереЮfЯ разностей потенциалов меж.цу опорами. В положе
ЮfИ переключателя а измеряется разность потенциалов меж.цу левой и
правой опорами; Ь меж.цу средней и одной из краЙЮfх опор. ПитаЮfе
схемы осуществляется от аккумуляторной батареи 12, подключаемой
31
..:.
t 1r 9
11 12
13
12
1,
I
,..,
R-ж I I
т lЧ
llx "":"
3
2
"-1 f
Рис. 22. Компенсационное устройство с уравниванием потенциалов на опоре
через механический преобразователь 13 и повышающий трансформатор.
Таким образом, используется пульсирующий ток, который должен ис
ключить влияние электрохимической поляризации.
В начале измерений уравниваются потеlЩИалы опор. Для этой цели
('JIужат реrулировочные реостаты 8 10 и нулевой rальванометр 5,
включенный ПО('JIедовательно с выпрямителем 7 через измерительный
трансформатор 6. В положеюrn а переключателя rальванометр YCTaHaB
ливается в нулевое положение с помощью двух крайних реrулировочных
реостатов 8 и 10. ПО('JIе этоrо переключатель переводится в положение Ь,
и rальванометр. вторично устанавливается в нулевое положение среднеrо
реостата 9.
Измерение сопротивления заземления производится в положеюrn с
переключателя 4, при этом потенциометром 11 добиваются нулевоrо от-
клонения rальванометра. Положение движка потеlЩИометра зависит от
тока, протекающеrо через опору, ('JIедовательно, и от сопротивления за-
земления.
Сушественным недостатком paccMoTpeHHoro способа является необ-
ходимость прокладки трехжильных коммуникаций к соседним опорам.
Рассмотрим устройство, в котором уравнивание потеlЩИалов произ
водится на самой опоре (автор А. И. Королев). На рис. 22 представлено
компенсационное устройство с уравниванием потенциалов на опоре. Cy
щественным элементом является перемычка 11, выполненная из толсто
ro медноro провода и присоединенная к опоре в точках, к которым под
ключаются основная 2 и дополнительная 3 измерительные ветви, питае-
мые reHepaTopoM.
32
Рис. 23. Структурная схема устройства
с lIpибором М416 и усилителем тока:
1 источник постоянноro тока; 2
преобразователь постояниоro тока в
перемениый; 3 реохорд; 4 усили
тель тока; 5 усилитель напряжения;
6 НУЛlтиндикатор; 7 токовые элек
троды; 8 потеlШиальные электропы:
R сопроmвление резистора; 10 ток
в реохорде; ио напряжение на резис
торе; Rx измеряемое сопроmвле-
ние; 1х ТOK В заземлителе; и х нап-
ряжение на заземлител.е
r ..,
I 3 I
I
I
I
I
I
I М 4-1Б
L
7
I
I
I
I
I
....... ....
Реrулировку тока 1. основной ветви и тока 12 цополнительной ветви
осуществляют переменными резисторами 4 и 8. Если ток в перемычке
paBeJJ нулю (видно по нулевому показанию индикатора 13, включенноrо
через трансформатор тока 12) , то ток, стекающий через заземлитель опо-
ры, равен току основной измерительной ветви:
lх = 1. ;
при этом ток дополнительной ветви отсасьmается в трос, т. е.
[2 = [т.
Напряжение lxRx на заземлителе опоры компенсируется напряже-
нием резистора 6, о чем свидетельствует нулевое показание индикатора
14. Изменение положения переключателя 7 может быть использовано
для измерения сопротивления заземлителей соседних опор: компенсация
в этом случае осуществляется резистором 10. на рисунке показаныl ин-
дуктивности 5 и 9.
УCW/ительная приставка к измерителю М-416. Применение усилителя
тока на выходе прибора позволяет снизить предел измеряемых сопро-
тивлений примерно цо 0,005 Ом. На рис. 23 представлена структурная
схема устройства с прибором М-416 и усилителем тока. Вход усилителя
тока 4 присоединяется к токовым зажимам прибора, выход усилителя
к токовым электродам цепи заземляющеrо устройства опоры.
На рис. 24 приведена электрическая схема усилителя, которая обеспе-
чивает измерительный ток в 80 мА при сопротивлеюrn наrрузки 500 Ом.
При этом коэффициент усиления имеет следующую зависимость от со-
противления наrрузки R:
R, Ом . . . . . . . . . .100 200 300 400 500 600 800 1000
Кус. . . . . . . . . . .. 55 5] 44 39 34 30 25 21
Эту зависимость определяют в лабораторных условиях по схеме
рис. 25. Для этоrо собирают цепь с набором резисторов R и от 100 до
33
j
............ ............
: М *'Б \
: 1 2 3 у :
L ..J
Рис. 25. Схема измерения коэффициента уашения
I 8bIxoiJ
Рис. 24. Электрическая схема усилителя к прибору М416:
GB батарея (5 х4,5 В; 3336Л); VТ 1 , VТ2 транзисторы П217r; TI' Т2
трансформаторы (маrnитоnpовод серийноrо изделия ТВН. 0.0005.091.ТУ; npовод
ПЭВ 1 0,01 мм; число витков: 1000 первичная обмотка TI и вторичная обмот
ка Т2; 2 х150 вторичная обмотка TI и первичная обмотка Т2)
1000 Ом и фиксированным резистором Rx. Если через прибор M 416
проходит ток 10' а компенсация осуществляется сопротивлением RH' то
RH10 = Rxkyc 1 0; (18)
откуда
kyc = RH/Rx.
(19)
в переключающем устройстве (рис. 26) предусмотрен контроль со-
противления токовой и потенциальной цепей, а также возможность изме
рения удельных сопротивлений rpyнтa вблизи опоры. Приставка имеет
rабариты 200 х 100 х 100 мм и массу 2 Kr, включая источники Шlтания,
один KOМlUIeKT которых достаточен для измерения сопротивления 50
опор. В KOМlUIeKT вспомоrательных приспособлений входят катушки с
набором проводов фиксированной длины, обеспечивающие точность из
мерений и достаточно высокую ПРОИЗВОдИтельность.
Для определения сопротивления заземляющеrо устройства опоры ис
пользуют схемы рис. 13. При использовании при бора M 416 с усилитель
ной приставкой выражение (14) для коэффициента отсоса измерительно
ro тока можно записать так:
k OTC = (R 2 /R з )К,
(20)
rдe К коэффициент, учитьmающий зависимость коэффициента усиле
ния тока от сопротивления токовой цеШl R тц .
Коэффициент К равен отношению коэффициентов kyc усилителя при
измеренияхR з (схема 3 на рис. 13) и R 2 (схема 2 на рис. 13):
К = kyc (0,5Rтц)/ kyc (Rтц), (21)
34
"' i
/(/12. П,
IJ2
Jt
/(/13 я,
112
11..
Jf
/(/1'1
1I1!0
о
о
Н 2
1130
о
о
о
112
/130
5
/( ЗUЗСМlluтСАЮ
oпopы
J /( l1з,.,еРl1те""НblМ
IJ :lIIсктрооа,.,
5
Рис. 26. Схема приcrавки к прибору M 416 для измерения сопротивлений зазем
ляющих уcrpойcrв опор без отсоединения rpозозащиmnro троса
rne Rтц суммарное сопротивлеlШе сравнительноrо (СЭ) и вспомоrа
тельноrо (ВТ) электродов (см. рис. 13).
При измерении R3 сопротивление токовой цепи вдвое меньше, т. е.
0,5 R тц , так как сопротивление заземлителя во MHoro раз меньше СОПро
тивления вспомо.rательноrо электрода ВТ.
5. ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ rpYHTA
Верхний слой земли (rpYHT) обладает проводяшими свойствами, KO
торые характеризуются удельным электрическим сопротивлением. Для
различных типов rpYHTa удельные сопротивления различны и меняются в
широких пределах. Наименьшие значеlШЯ удельных сопротивлений (не
более 100 Ом' м) имеют rлинистые, суrЛИlШстые, супесчаные rpYHTbI,
облацаюшие свойством уперживать влаrу. а также rpYHTbI с верXlШМ сло
ем чернозема. Наибольшее удельное сопротивление (более 5000 Ом. м)
имеют скальные породы и сухие сыпучие пески, а также мноrолетне
мерзлые rpYHTbI (до 100000 Ом . м) .
Обычно удельные сопротивления rpYHTa определяют в процессе инже
нерно rеолоrических изысканий при проектировании ВЛ. При этом чер-
нозем, rлина, суrлинки составляют rруппу с расчетным удельным сопро
тивлением 100 Ом. м; сушинки С содержанием rальки до 40% и влаж-
35
o,7 IfOM
' 200M
Рис. 27. Схема четырехэлектродной установки ВЭЗ
ные супеси имеют удельное сопротивление от 100 до 300 Ом . м; лесс,
супеси и влажные пески от 300 до 500 Ом.м; пески снезначительным
содержанием влаrи, с rалькой и валунами от 500 до 1000 Ом. м.
Для измерения удельных сопротивлений применяют установку вер-
тикальноrо электрическоrо зондирования БЭЗ, схема которой показана
на рис. 27. Электроды А и В служат для создания в земле токовой цепи
(к этим электродам присоединяют источник переменноrо тока или TOKO
вые зажимы измерителя сопротивления заземления); электроды М и N
используются для измерения разности потенциалов на поверхности зем
ли при прохождении электрическоrо тока. Электроды А и В назьmают TO
ковыми, М И N потенциальными. Такая установка носит наэвание сим
метричной четырехэлектродной.
Потенциал в точках М и N записьmают в виде
VM= РкI Ркl
2пАМ 2пВМ
ркl ркl (22)
VN=
2пАN 2пВN
rде Р к кажущееся удельное сопротивление, которое может быть най
дено в результате измерения. Для этоrо измеряют разность потенциалов
между электродами М и N:
(VM VN)/I= l1U/l. (23)
Нетрудно видеть, что l1U/I и Р к связаны соотношением
Р к =
1
АМ
2п
1
+
AN
1 1.
ВN ЕМ
l1U l1U
=K .
1 1
(24)
Козффициент К назьmают коэффициентом установки (табл. 2), ero
I
рассчитывают для каждоrо значения АВ иМN. Например, при АВ = 2 м;
MN = 0,7 м; АМ = 0,65; AN = 1,35; BN = 0,65; ВМ= 1,35 коэффициент
К = 3,93.
36
Т а б л и ц а 2. РекомеНдУемые разносы электродов н коэффициенты установки
АЩ2, м MN,M К АЩ2, м MN,M К АЩ2, м MN,M К
1 0,7 3,94 32 8 396
1,5 0,7 9,54 9 0,7 363 42 8 686
2 0,7 17,4 12 0,7 645 55 8 1184
2,5 0,7 27,5 12 8 50,2 55 40 206
3,2 0,7 45,4 15 0,7 1009 70 8 1917
4,2 0,7 78,6 15 8 82 70 40 353
5,5 0,7 135 20 8 151 90 40 604
7 0,7 219 25 8 239
'рк.ОМ'М
1000
10
r\
,., t:fu
./
?
,.,
..а
---v-
100
/,
f
10
АВ/27 м
100
Рис. 28. Экспериментальная кривая ВЭЗ (fJ2 > Pt)
37
'рк , Ом-м
1000
10
......
N...
"'Ioi .
'.... ь.
U":ov
100
р,
1
10
АВ/2, м
100
Рис. 29_ Экспериментальная кривая ВЭЗ (Р2 <Рl)
Если срунт однороден, Р К будет оставаться неизменным при любых
f
значениях АВ (разносы электродов), в этом случае измеренное эначение
Р К принимают за удельное сопротивление срунта. Однако вертикальный
разрез срунта может иметь слоистую структуру, в которой каждый слой
характеризуется удельным электрическим сопротивлением Рl , Р2' . .. и
мощностью (толщиной) слоя h 1 ,h 2 , . " . в этих случаях, выполнив зон-
дирование, получают экспериментальные зависимости измеренных удель-
I\ыx сопротивлений от полуразноса электродов. Измеренное удельное co
противление Р К откладывают по вертикали, а соответствующее ему зна-
чение полуразноса электродов АВ/2 по rоризонтали на бланке с Лоrа
рифмической сеткой (рис. 28, рис. 29).
38
Рис. 30. Палетки двухслойных кривых
ВЭЗ дЛЯ определения pz и h 1
Способ интерпретации (расшифровки) результатов ВЭЗ основывается
на сравнении экспериментальных зависимостей измеренноrо кажущеrося
удельноrо сопротивления с теоретическими для различных значений
удельноrо сопротивления и мощности слоев. Набор теоретических кри-
вых (палеток) для двухслойной структуры rpYHTa показан на рис. 30.
Каждая кривая соответствует одному из значений отношения Р2/Рl (ука-
зано в кружочках): Рl удельное сопротивление Bepxнero слоя; Р2
39
удельное сопротивление нижнеrо (подстилающеrо) слоя. Для пользова
ния палеткой двухслойных кривых ее вычер'lllВают на кальке, которую
затем прикладьmают к rрафикам зкспериментальных кривых.
Пример. На рис. 28 удельное сопротивление Bepxнero слоя Pl =
= 40 Ом . м. Кальку с теоретическими кривыми накладьmают на rрафик
экспериментальной кривой так, чтобы rоризонтальная прямая на палетке
с Pl = Р2 = 1 совпала с rоризонтальной прямой Pl = 40 Ом . м на rрафике,
и перемещают кальку вправо до тех пор, пока одна из теоретических
кривых палетки не совпадает с экспериментальной кривой. Такой кри
вой в данном случае будет кривая с отношением P2/Pl '" 19, ОТКуда Р2 =
= 19.40 = 760 Ом .м. При этом вертикальная прямая креста палетки на
оси абсцисс rрафика экспериментальной кривой отсечет отрезок h 1 =4м.
На рис. 29 удельное сопротивление BepxHero слоя Pl = 70 Ом . м. Кальку
с теоретическими кривыми накладьmаем на rрафик экспериментальной
кривой так, чтобы rоризонтальная прямая на палетке с Pl = Р2 = 1 совпа
ла с rоризонтальной прямой Pl = 70 Ом. м на rрафике, и перемещаем
кальку вправо до тех пор, пока одна из теоретических кривых палетки
не совпадает с экспериментальной кривой. Такой кривой в данном случае
будет кривая с отношением P2/t>1 = 1/4, откуда Р2 = 70х 1/4 = 17,5 Ом .м.
При этом вертикальная прямая креста палетки на оси абсцисс rрафика
экспериментальной кривой отсечет отрезок h 1 = 1,3 м.
При трехслойной, четырехслойной и друrой структуре верхних слоев
rpyHTa кривые ВЭЗ имеют более сложную форму. При расшифровке Ta
ких кривых кроме палеток рис. 30 приходится использовать также вспо
моrательные палетки.
Для Toro чтобы использовать удельные сопротивления rpYHTa как в
проектировании, так и при эксплуатационном контроле, следует опреде
лить эквивалентное значение Рэ. Для этоrо нужно знать форму заземляю
щеrо устройства (конструкцию заземлителей) и расс'Штать сопротивле
ние заземляющеrо устройства в однородном rpYHTe, например, при р =
= 100 Ом . м (R 1 о О). Если в интересующем нас месте rpyнy имеет слои
стую структуру, ТО для аналоrичной формы заземляющеrо устройства
специальными методами расс'Штывают ero сопротивление R. Эквивалент
ное удельное сопротивление определяют по формуле
Рэ=IОО(R/R 1оо ). (25)
Более простые способы определения удельных сопротивлений rpYHTa
связаны с фиксированным расположением электродов, а не с их пере
становкой. При этом невозможно обнаружить слоистую rеоэлектричес-
кую структуру, а можно лишь определить эквивалентное удельное co
противление по всей rлубине на площадке поверхности rpYHTa, оrрани
ченной максимальным разносом электродов. Так, например, при измере
ниях сопротивления заземления опор без отсоединения rрузозащитноrо
троса по способу СиБНИИЭ (см. 2) зквивалентное удельное СОПРОТИБ-
40
ление срунта можно приближенно олределить ло значению R 2 , измерен
ному по схеме 2 рис. 13. Оно будет равно:
РЭ = 1 26R 2 , (26)
сде РЭ в OM MeTpax, а R 2 в омах.
6. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ У ОПОР ВЛ
в связи с возможным ловреждением изоляции и возникновением
оласных значений напряжений лрикосновения и шаrа у олор при длитель-
ных однофазных замыканиях рекомендуется заземлять все железобетон
ные и металлические олоры ВЛ 3 35 кВ как в населенной, так и в
ненаселенной местностях.
Н а л р я же н и е м л ри к о с н овения, шаrа (I'OCTI2.1.D09-76),
назьmают разность потенциалов между двумя точками цепи, KOTO
рых одновременно касается (или на которых стоит) человек. Обычно
для напряжения прикосновения рассматривают случай, косда человек Ka
сается опоры рукой, а срунта ноrами, обутыми в обувь, не обладающую
изолирующими свойствами.
rOCT 12.1.038 82 устанавливает предельно допустимые значения Ha
пряжений прикосновения, а в некоторых случаях и проходящих токов.
В сетях снезаземленной нейтралью нормируется также предельно допу
стимый ток при длительности воздействия более 1 с, который должен
быть равен 6 мА. В соответствии с rOCT 12.1.038 82 допустимые
напряжения прикосновения зависят от длительности воздействия:
в сетях выше 1 кВ с rлухим заземлением нейтрали
Продолжительность
воздействия, с . . . .. ДО 0,1 0,2 0,5 0,7
Напряжение npикоо-
новения, В . . . _ _ _. 500 400 200 130
выше 1
до5
100 65
в сетях выше 1 кВ снезаземленной нейтралью
Продonжительность
воздeJI:ствия, с _ . . . . 0,1 0,08 0,1 0,2
Напряжение npикоо-
новения, В _ . . . . . . 650 500 250
Продопжительность
воздействия, с . . . . . 0,6 0,7 0,8 0,9
Напряжение npикоо-
новения, В _ . . . . . _ 85 70 65 55
Сопротивление тела человека при длительности воздействия до 1 с
должно моделироваться резистором 1000 Ом; при длительности воздей
ствия более 1 с 6000 Ом. Отклонения сопротивлений моделирующеrо
резистора не должны превышать ::!: 10%.
0,3 0,4 0,5
165 125 100
1 выше]
50 36
41
rOCT 12.1.038 82 отражает известные условия работы сети с незазем
ленной и rлухозаземленной нейтралями. В сети с изолированной нейтра
лью ток однофазноrо замыкания на землю является емкостным с воз-
вратом в сеть через емкости неповрежденных фаз.
При относительно небольшом токе замыкания на землю в сетях с изо-
лированной нейтралью или с КО!"1пенсацией емкостных токов в общем
случае релейная защита не отключает участок с замыканием на землю.
Позтому длительность протекания тока через заземляющее устройство в
этих случаях определяется временем, необходимым для самопроизволь-
Horo поrасания дуrи или для обнаружения и отключения поврежденноrо
участка. При компенсации емкостных токов замыкания на землю через
место замыкания проходит остаточный ток, который содержит активную
составляющую, емкостную или индуктивную составляющую (из за рас.
стройки дуrоrасящеrо аппарата), а также высшие rармонические состав.
ляющие. Этот ток может возрасти при отключении одноrо из дуrоrася
щих аппаратов в случае вывода в ремонт.
В сети с заземленной нейтралью ток однофазноrо короткоrо замыка
ния является индуктивным током с возвратом в сеть через нейтрали за
земленных трансформаторов. Длительность ero протекания оrраничива
етея временем действия релейной защиты.
Для оценки влияния сопротивления заземляющеrо устройства на нап-
ряжение прикосновения используем значение тока
Iс.ф=3UфWС.
(27)
rде Iс.ф емкостный ток однофазноrо замыкания в сети незаземленной
нейтралью; Uф фазное напряжение; С емкость фазноrо провода OT
носительно земли; "'= 314 частота тока 50 rц.
Например, иф = 23 . 103 В (для ВЛ 35 кВ) , а емкость фазноrо провода
относительно земли СО = 6 .103 пф/км. Примем длину линии 25 км.
Напряжение на заземлителе
Uз = Iс.фR := 3,3R,
(28)
.;
rде R сопротивление растеканию заземлителя опоры.
Отметим, что сопротивление R является частью активноrо сопротивле.-
ния Ro в цепи тока замыкания (в сопротивление Ro входит также, напри
мер сопротивление влажной деревянной траверсы опоры, увеличение ко-
Toporo иrрает положительную роль для rашения дyroBoro разряда).
Однако, чтобы напряжение прикосновения не превышало допустимых
предельных значений по rOCT 12.1.038 82, сопротивление заземлителя
опоры должно быть оrраничено.
Для оценки требуемых значений сопротивлений заземляющих YCT
ройств напряжением 35 кВ от напряжения на заземлителе U з перейдем к
выражению напряжения и'I на теле человека. Вводится показатель ко-
эффициент прикосновения tlnр, показывающий, во сколько раз напряж _
42
ние на месте, rде стоит чеЛовек (например, на расстояНИИ 1 м от опоры),
меньше напряжения на зазеМЛителе:
Lrnр = Uпр/U з . (29)
Коз фициент прикосновения а пр , а также напряжение между опорой,
которои касается рука, и местом на поверхносТИ земли, rде стоят Ноrи,
не зависят от удельноrо СОПРОтивления rpYНTa, еслИ он однороден, но Ha
ходятся в зависимости от формы и размеров заземлителя. Расчеты, Про
веденные для железобетонных стоек сечением 20 х 20 см, дали зависи
мость козффициента ПРИКосновения а от rл у бины поrружения Стойки
пр
в rpYHT 1:
1, м . . . . . . . . . . 2 3 4,2
tZnр. . . . . . . . . .0,576 0,528 0,493
Таким образом, примерно половина напряжения U з заземлителя пада-
ет на расстоянии 1 м от опоры:
U пр :::::: 0,5 Uз. (30)
На уменьшение напряжения прикосновения, приложенноrо непосред-
ственно к телу человека, оказывает влияние и такой фактор, как повы-
шение удельноrо электрическоrо сопротивления поверхностноrо слоя
земли (аналоrично использованию изолирующей обуви). С зтой целью в
некоторых странах площадки BOKpyr опор в населенной местности пок-
рывают асфальтом. Эффективной является также щебеночная подсыпка
(для территории подстанций такая рекомендация внесена в ПУЭ). Если
принять сопротивление тела человека Rq = 1000 Ом, то напряжение на
теле человека и ч и напряжение прикосновения U пр связаны зависимо-
стью
и ч = U пр [ 1000/(1000 +1, 5Ps)].
(31)
rде Ps удельное электрическое сопротивление поверхностноrо слоя. Ес.
ли подсьшка имеет Ps более 1000 Ом. М, то напряжение на теле человека
в случае прикосновения к опоре при ОдНофазном замыкании уменьшает
ся более чем в 2 раза по сравнению с указанным в формуле (30).
Сравнивая выражения (28), (30) и (31), получаем Wlя напряжения
и ч , приложенноrо к телу человека,
и ч = 0,25. 3,3R = 0,85R. (32)
В соответствии с rOCT 12.1.038 82 в сетях снезаземленной нейтра-
лью необходимо, чтобы U Ч 36 В, т. е. сопротивление заземлителя R не
должно превышать 40 Ом.
При разработке Mf рОПР1!ятий по защите от поражения током коротко-
ro замыкания учитывают, ЧПNIрикосновение к опоре во время замыка
ния менее вероятное событие, чем наблюдаемые порознь два собы
тин короткое замыкание на опоре и Прикосноаение к данной опоре че--
ловека или животноrо.
43
D
БО/lСС 5B
Рис. 31. ПРИlЩИШlальная схема измерения напряжений прикосновения и шara по
методу амперметра вопьтметра
,
При периодических ЗКСlUIуатационных измерениях рекомендуется Me
тод амперметра вольтметра (рис. 31). Напряжение прикосновения по
зтому методу измеряется как разность потенциалов между доступными
прикосновению частями опоры и потенциальным электродом (ПЭ),
представляющим собой металлическую квадратную lUIастину размером
25 х 25 см 2 , имитирующую подошвы человека, стоящеrо на земле. Пла
стина должна бьпь прижата к земле rрузом массой более 50 Kr. а rpyиr
под нею увлажнен. Напряжения шаrа измеряют как разность потенциа
лов меЖдУ двумя потенциальными электродами (ПЭ 1, ПЭ2) . Для лучше
ф /j 10;5
3
>50Kr
1м
пз
30м
44
Рис. 32. Схема измерения
напряжения прикосновения
у опоры измерителем сопро
тивпения заземления: 3
заземлитель опоры; ПЭ
потенциальный элеКТРОД2 в
виде пластины 2S х 2S см ;
т токовый электрод;
R сопротивление 1 или
6 кОм; Tl. Т2 ТOKOBыe
клеммы измерителя сопро
тивпения заземления; Пl,
П2 потеlЩиальные клем
мы измерителя сопротивле
ния заземления
ro контакта поверхность земли в контрольных точках тщательно BыpaB
нивают, а на пластины кладут rруз общей массой 50 Kr. Вольтметр Vдол
жен быть щунтирован резистором R q , имитирующим сопротивление тела
человека. В качестве источника тока наиболее удобен reHepaTop прибора
ИКС 50, работающеrо на частоте 22,5 [ц. Такая рабочая частота позволя
ет отстраиваться от паразитных токов в земле. Измеренные значения
напряжений прикосновения должны быть приведены к расчетному току
замыкания на землю. Для этоrо пользуются формулой
и ч = U и (l з /l и ),
(33)
rде U и измеренное значение напряжения прикосновения при токе в из
мерительной цепи l и ; l з расчетный ток замыкания на землю.
Для измерений напряжения прикосновения у опор может быть исполь
зован измеритель сопротивления заземления Ф 4103. Для этоrо ero TOKO
вые зажимы подключают к опоре и токовому электроду (1), а потенци
альные шунтируют сопротивлением 1 кОм и подключают к опоре и
пластине (рис. 32). По измеренному значению сопротивления R изм BЫ
чИсляют напряжение прикосновения по формуле
и ч = l з R изм . (34)
7. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ИЗМЕРЕНИЯХ
Работы по измерению сопротивления заземляющих устройств опор ВЛ
относятся к катеrорииработ, проводящихся вне территории электроуста
новок, вдали от напряжения. Приборы, которыми ведутся измерения,
обычно маломощны и имеют невысокое напряжение на выходе, не пред
ставляя, таким образом, источника ПОВЬШlенной опасности. Однако не
следует забьmать о целом ряде опасных ситуаций, при которых человек,
производяший измерения, может попасть под высокое напряжение. Это
связано прежде Bcero с особенностью схемы измерения, которая состоит
в том, что к прибору, около KOToporo находится человек, сходятся
провода от измеряемоrо заземлителя и из зоны нулевоrо потенциала.
Человек, касающийся одновременно одноrо и друrоrо проводов в MO
мент KopoTKoro замыкания на линии попадает под полное напряжение
заземляющеrо устройства, которое в несколько раз выще, чем напряже
ние при прикосновении непосредственно к опоре. Напряжение на зазем
ляющем устройстве опоры может возникать не только в аварийных, но и
в нормальных ситуациях.
На линиях напряжением до 1 кВ сети с rлухозаземленной нейтралью
при нормальном режиме работы на повторных заземлителях нулевоrо
провода возникают напряжения при несимметричной наrрузке по фа
зам или использовании земли в качестве обратноrо провода. В боль-
пrnнстве случаев значения зтих напряжений составляют доли вольта, но
иноrда MorYT преВЬШlать предел ощущения, т. е. воздействовать на
45
человека. При замыкании фазы на корпус на измеряемых заземлителях
MOryT возникать десятки вольт по отношению к нулевой зоне. Такие
напряжения MOryT вызывать судорожное сжатие мышц, что влечет за
собой серьезную электротравму.
На линии напряжением ВЬШIе 1 кВ сети с изолированной нейтралью
(3 35 кВ) опасность представляет длительное замыкание на землю.
Такое замыкание не отключается релейной защитой и вызьmает длитель-
ное прохождение .тока через заземлитель. Если этот заземлитель расчитан
или вьтолнен неверно, то в процессе протекания тока ero сопротивление
мо?Кет возрастать за счет высыхания rpYHTa BOKpyr заземлителя, IIO ток
при этом не уменьшается. Это означает постоянное увеличение напряже-
ния, значение KOToporo может составить сотни вольт. Особенно опасна
ситуация, Korдa после нескольких часов протекания тока напряжение с
линии снимается, но затем линия включается повторно. К этому времени
слой rpYHTa BOKpyr заземлителя и слой бетона BOKpyr арматуры железо-
бетонной опоры MOryT высохнуть настолько, что будут представлять со-
бой изоляторы. При повторном включении линии к заземлителю прикла-
дьmается полное фазное напряжение, однако сиrnализация замыкания на
эемлю не работает до тех пор, пока rpYHT и бетон вновь не увлажнятся.
Поэтому работа на линиях 6 35 кВ, на которых бьmо и "исчезло" за-
мыкание, представляет наибольшую опасность.
На линиях напряжением 110 кВ и ВЬШIе, принадлежаших сети с эффек-
тивно заземленной нейтралью, также существуют подобноrо рода опас-
ности. На участках с тросом, rлухо заземленном на опорах, в нормаль-
ном режиме работы линии череэ заземлители опор стекают токи, наве-
денные в тросах. Обычно эти токи невелики, составляют малые доли ам-
пера, и напряжения, вызьmаемые ими, не превышают предела ощущения.
Однако, если по каким-либо причинам стекаюшие токи достиrают значе-
ний в несколько ампер, то напряжения у опор MoryT стать опасными.
Особоrо внимания в этом отношении заслуживают опоры, на которых
осуществляется транспозиция провоцов. Если трос заземляется на таких
опорах, то напряжение на заземляющем устройстве может превысить сот-
ню вольт.
В аварийных режимах этих линий ток, стекающий с одной опоры в
землю, может достиrать нескольких килоампер, а напряжение несколь-
ких киловольт. Такое напряжение, как правило, вызывает тяжелое или
смертельное поражение, несмотря на то, что повреждение быстро отклю-
чается релейной защитой. Правда, вероятность совпадения Kopomoro за-
мыкания на опоре с моментом измерений у этой опоры чрезвычайно ма-
ла. Самые пессимистические расчеты показьmают, что у конкретной опо-
ры это может произойти 1 раз в 100 млн. лет. Однако, учитьmая то, что
число опор в СССР превышает 1 млн., такие случаи не исключены.
Все технические и орrанизационные мероприятия по безопасности при
измерениях направлены на то, чтобы уменьшить вероятность совпадения
46
событий протекания тока через заземлитель и производства измерений у
опоры с этим заземлителем. Обязательны к вьmолнению следующие пра
вила:
1) не выезжать на работу для измерения сопротивления заземляющих
устройств по линии, rде в предыдущие дни бьmи зафиксированы отклю-
чения или "появление земли", причина которых не бьmа выяснена;
2) немедленно прекращать работу по измерениям заземлений при
получении информации об аварии на линии;
3) не Начинать работу, если в проrnозе поrоды сообщается о возмож
ных rрозах в данной местности;
4) прекращать или не начинать работу при тумане, моросящем дожде,
росе на изоляции, ветре и друrих явлениях, увеличивающих опасность
пробоя или перекрытия линейной изоляции.
Если линия находится в хорошем состоянии и бпаrоприятны поrодные
условия, вероятность попадания под напряжение существенно снижается.
Пальнейшеrо ero снижения можно добиться, вьmолняя комплекс мepo
приятий, излаrаемый ниже.
Работу по измерению сопротивлений заземляющих устройств опор
следует начинать с установки вспомоrательных электродов. Затем
разматьmаются провода по направлению от электродов к прибору и к
опоре. При пересечении проводами дороr, тропинок провода укладьmа
ются в специальные траншейки шубиной 10 20 см, про рытые поперек
дороr, тропинок с последующей засьmкой вьтутым rpYНToM и трамбо
вкой. При пере сечении с протяженными металличес ими коммуникаци-
ями измерительные провода прокладьmаются изолированно от послед
них с уровнем изоляции не менее 10 кВ. Дпя этоrо можно использовать
изоляторы, стеклопластик, капрон и друrие материалы для крепления
проводов на нужном расстоянии от трубопровода. Эти действия исклю-
чают вьтос BblcoKoro потенциала в места, rде воэможно появление
посторонних людей в момент аварийной ситуации.
Сборку измерительной цепи следует производить так, чтобы послед
ним действием бьmо присоединение проводов к заземляющему устройст-
ву опоры. Это присоединение проиэводится в диэлектрических перчат
ках_ Разборка измерительной цепи производится в обратном порядке:
сначала провод отсоединяется от опоры (отсоецинение производится в
диэлектрических перчатках), затем отсоединяются провода от электро
дов и прибора и в последнюю очередь производится наматьmание прово
дов на каТУllD<И. Такой порядок действий во мноrо раз снижает время
соприкосновения одновременно с проводами и с заземлителем опоры и,
следовательно, вероятность попадания под напряжение.
Подсоединенные приборы Ф 4103 и МС-08 реаrируют на наличие на-
пряжения на опоре. Уприбора МС-08 это выражается в отклонении стрел-
ки прибора за пределы шкалы без вращения ручки reHepaTopa. Прибор
Ф 41 03 имеет режим, при котором непосредственно измеряется уровень
этоrо напряжения: "оценка уровня помех". При напряжениях, больших
47
допустимых для прибора, он отключается автоматически. Измеритель
M 416 не реаrирует на наличие напряжения на опоре, и позтому измере
ния этим прибором наиболее опасны. Корпусы приборов и вспомоrа-
тельных устройств следует изолировать от земли. Для этоrо они должны
устанавливаться на пластинах из изолирующеrо материала или просто
сухой доске.
Работа по измерению сопротивления заземляющих устройств опор вл
может производиться бриrадой из двух человек. Однако, если измере
ниями предусмотрено снятие кривой сопротивления, то бриrада должна
состоять не менее чем из трех человек. Здесь следует иметь в виду, что
при измерениях, связанных с перемещением потенциальноrо злектрода,
на конце проводника, идущеrо к зтому злектроду, может возникнуть по
тенциал в несколько киловольт, если в момент измерения произоumо
случайное короткое замыкание на линии. Позтому перемещение потенци
альноrо электрода и провода к нему должно производиться бриrадой из
двух человек, причем работник, непосредственно перемещающий элек
трод, должен быть на протяжении всей работы в дизлектрических перчат-
ках. Возможно также использование диэлектрической обуви.
Недопустимо приближение посторонних людей и животных к измери
тельным проводам и электродам.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бурrсдорф В. В., Якобс А. и. Заземляющие устройства электроустаиовок. М.:
ЭИерroатомиздат, 1987.
2. Рябкова Е.Я. Заземления в установках высокоro напряжения. М.: Эиерrnя,
1987_
3. Правила устройства электроустановок. 6-е изд. перераб. и доп_ М.: Энерro
атомиздат, 1986.
4. Нормы испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок по
требителей. М.: Эиерroиздат, 1982.
5. Коструба С. и. Измерения электрических параметров земли и заземляющих
устройств. М.: Эиерroатомиздат, 1983.
6_ Ослои А. Б. Заземляющие устройства на линиях электропередачи и подстан
циях высокоro напряжения. В ки.: Электрические стаJЩИИ, сети и системы. Итоrn
науки и техники. М.: ВИНИТИ, 1966. С. 65 185.
7. Андриевский В. Н., rоловаиов А. Т., Зеличенко А. С. Эксплуатация воздуш
иых линий электропередачи. 3-е изд. перераб. и доп. М.: Эиерrnя, 1976.
8. Методические указания по измерещrю сопротивлений заземления опор ВЛ без
отсоединения rpoэозащитиоro тросаl ю. В. Целебровский, М. 1Il. Микитинскиlt.
9. Измерения параметров заземляющих систем. Iю. В. Целебровский, М. Фaltдт,
В. Яблонски, М. Послишил. М.: Информэнерro, 1978.
48
оrЛАВЛЕНИЕ
Пре,1,ИСJювие . . 3
J. Требования к зазе.1J1ЯЮЩИМ устройствам опор ВЛ. . 4
2. Схемы измерашя сспрсrивдеllllii .,а3l'III.'1ЯЮЩllХ устройств
опор ЕЛ. . . . . . . . . . . . . . 11
3. Измерите.1И СОПРО.ТИВJIеllиii за:Я:М.1fJЮЩlIХ устройств. . 23
4. При боры I1 YCTp0I!CТBa ;шя ИзмереiJИЯ ССПРОТНВJ1еllИЙ за
зеl\ШЯЮЩИХ устроиств опор ВЛ без отсоединешlЯ rрозо
защипюrо троса . _ . .. .. 26
5. ИЗlllереllllе удеJ1ЬНЫХ СОЩЮТИВJlений rpYHTa . 35
6. ХарактеРИСТlII<И электробеЗО!1аСIIССТИ у опор ВЛ 41
7. Техника бс,<спаснссти Прl lIзмереНИfJХ 45
Список JПпсрзтуры . 48
Производственное издан не
ЦЕЛЕБРОВСКИй Юрий ВиктороВИЧ
МИКИТИНСКИй Марк ШМУJ1евнч
ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИfJ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ОПОР ВЛ
Редактор А. Н. ЩепеТКUIl
Редактор издательства А. В. В о л к о 8 U Ц К а я
Художественные редакторы В. А. r о з а K X о з а к, Т. Н. Х Р о JrI О в а
ТехническиЙ редактор F. Н. Л я д у х u н а
Корректор с. ю. Торокина
ИБ 1544
Набор выполнен в издательстве. Подписано в печать с ори,ина...а-макета 12.04.88.
Формат 60Х88',.о. Бумar"а офсетная N. 2. Печать офсетная. Усл. п,"ч. л. 2,94.
'c.T. Kp. OTT. 3,30. УЧ. изд. л. 3.05. Тираж 20000 'Окз. Заказ 6414. Цена 15 к.
Энер,"оаТОМilздат, 113114, Москва. М-1I4. Шлюзовая наб., 10.
Отпечата'JО в орде"а Октябрьс,ю!\ РеI!О.ТЮUJШ" ордена Трудовоrо I(расиоrо Знамени
МПО «Первая Образцовая типоrрафия имени А. Л. Жданова Союзполиrpафпрома про
rоскшшздате СССР. 113054, Мос,<ва, М-54. ВаJювая. 28.
15 к.
ВНИМАНИЮ ЧИТАТЕЛЕЙ!
ЭНЕРrОАТОМИЗДАТ rотовит к изданию в 1989 roAy
в сер и ({Библиотека электромонтера)) следующие книrи:
Байтер 11. и., Боrданова Н. А. РелеЙная защита и автоматика
1Iитающих элемеНТОD собственных нужд тепловых электростанций.
3 e изд., перераб. и доп. 7,5 л.: 35 к.
Будаев 1\\. и. Высокочастотные защиты линий llO 220 KB.
6,5 л.: 3:5 к
rоланцов Е. Б., I\\олчанов В. В. Дифференциальные заЩIlТЫ
трансформаторов с реле типа ДЗТ 21 (ДЗТ 23)......fi,5 л.: 35 к.
rордои с. В. Моя профессия электролинеЙЩIIк. 7 л.: 35 к.
Кузнецов А. п. Определение мест повреждения на воздушных
-линиях элеКТРОП2реДаЧIl. 7 л.: 3:> К.
Овчинников В. В. Реле РНТ в схемах дифференциальных за
щит. 3 е ИЗД., перераб. и доп. 6 л.: 30 к.
Рыжавский r. я. Измерения при наладке ВЧ каналов связи по
-линиям BblcoKoro напряжения. 7,5 л.: 35 к.
Шабад 1\\. л. Защита трансформаторов 10 KB. 7,5 л.: 35 к.
с аннотациями на эти КНИI"И ВЫ можете озиакомиться в TeMa
тическом плане выпуска литературы ЭнеРl"оатомиздата на 1989 I"ОД,
который имеется во всех книжных маl"азинах, распространяющих
научно техническую литературу, а также в техиических библиотеках.
Предварительные заказы иа эти книrи принимают все маl"азииы
.tlаучно .схиической ,nитературыс 15 апреля по 31 октября 19881"0да.
и o rk.. "оии; a.,OhI''fQ",e.t:N,u.yechVl'i
tll "иf.п"' '" NЛ
ттт.6; 6leшдu,f ;od.;.ll.